CN110831632A - 参与协同结合的化合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于能够例如通过与呈递蛋白(例如，FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1)和靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)结合来调节生物学过程的化合物(例如，大环化合物)。这些化合物结合内源性细胞内呈递蛋白，诸如FKBP或亲环蛋白，并且所得二元复合物选择性地结合并调节细胞内靶蛋白的活性。所述呈递蛋白、所述化合物和所述靶蛋白之间的三方复合物的形成是由蛋白质‑化合物相互作用和蛋白质‑蛋白质相互作用两者驱动的，并且两者都是调节所述靶蛋白的活性所必需的。

Description

参与协同结合的化合物及其用途
背景技术
绝大多数小分子药物通过结合靶蛋白上功能上重要的口袋，从而调节所述蛋白的活性来起作用。例如，降胆固醇的药物他汀类结合HMG-CoA还原酶的酶活性位点，从而阻止所述酶与其底物结合。已知许多此类药物/靶相互作用对的事实可能使某些人误认为只要有合理的时间量、精力和资源就可以为大多数(即使不是全部)蛋白质发现小分子调节剂。事实并非如此。目前的估计认为，所有人类蛋白质中只有约10％可以被小分子靶向。目前认为其他90％对小分子药物发现是难以克服或棘手的。此类靶通常被称为“不可成药的(undruggable)”。这些不可成药的靶包括医学上重要的人类蛋白质的大量且在很大程度上未开发的储备库。因此，在发现能够调节此类不可成药的靶的功能的新分子形态方面存在极大的兴趣。
发明内容
本发明的特征在于能够例如通过与呈递蛋白(例如，FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1)和靶蛋白结合来调节生物学过程的化合物(例如，大环化合物)。在一些实施方案中，所述靶蛋白和/或呈递蛋白是细胞内蛋白。在一些实施方案中，所述靶蛋白和/或呈递蛋白是哺乳动物蛋白。在一些实施方案中，提供的化合物参与例如哺乳动物细胞的细胞内部的三方呈递蛋白/化合物/靶蛋白复合物。在一些实施方案中，提供的化合物可以用于治疗疾病和病症，诸如癌症、炎症或感染。
一方面，本发明的特征在于一种化合物(例如，包含14至40个环原子的大环化合物)。所述化合物包含：(a)靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)；和(b)呈递蛋白结合部分；其中所述化合物与呈递蛋白形成与靶蛋白特异性结合的复合物，并且在不形成所述复合物的情况下，所述化合物和所述呈递蛋白各自基本上不与所述靶蛋白结合；或者所述化合物与呈递蛋白形成复合物，所述复合物以为在不形成所述复合物的情况下所述化合物和所述呈递蛋白各自对靶蛋白的亲和力至少5倍大的亲和力与所述靶蛋白结合；或其药学上可接受的盐。
在一些实施方案中，所述化合物是大环化合物。在某些实施方案中，所述化合物是非环化合物。
在一些实施方案中，提供的化合物包含一个或多个接头部分。在一些实施方案中，接头部分连接呈递蛋白结合部分(或其部分)和靶蛋白相互作用部分(或其部分)。
在一些实施方案中，所述化合物具有结构：
Figure BDA0002302536010000021
其中A包括哺乳动物靶蛋白相互作用部分；
B包括呈递蛋白结合部分；并且
L1和L2独立地选自键和至多10个原子的直链，所述原子独立地选自碳、氮、氧、硫或磷原子，其中链中的每个原子任选地被一个或多个独立地选自以下的取代基取代：烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、氯、碘、溴、氟、羟基、烷氧基、芳氧基、羧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、酰基氨基、甲酰胺基、氰基、氧代基、硫代基、烷硫基、芳硫基、酰硫基、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、磷酰基和磺酰基，并且其中链中的任何两个原子可以与其所结合的取代基一起形成环，其中所述环可以进一步被取代和/或稠合至一个或多个任选取代的碳环、杂环、芳基环或杂芳基环。
在一些实施方案中，所述化合物具有结构：
Figure BDA0002302536010000031
其中Z1和Z2各自独立地是氢或羟基。
在其他实施方案中，L1、L2、Z1和/或Z2的至少一个原子参与与呈递蛋白和靶蛋白的结合。在某些实施方案中，L1、L2、Z1和/或Z2的至少一个原子不参与与呈递蛋白或靶蛋白的结合。
在一些实施方案中，L1、L2、Z1和/或Z2包含一个或多个参与与呈递蛋白和/或靶蛋白的结合的原子。在一些实施方案中，L1、L2、Z1和/或Z2中的一个或多个的至少一个原子参与与呈递蛋白和/或靶蛋白的结合。在某些实施方案中，L1、L2、Z1和/或Z2中的一个或多个的至少一个原子不参与与呈递蛋白和/或靶蛋白的结合。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包含5至20个环原子(例如，5至10、7至12、10至15、12至17或15至20个环原子)。
在一些实施方案中，所述化合物由14至20个环原子(例如，14至16、14至17、15至18、16至19或17至20个环原子，或者14、15、16、17、18、19或20个环原子)组成。在某些实施方案中，所述化合物由21至26个环原子(例如，21至23、22至24、23至25或24至26个环原子，或者21、22、23、24、25、26个环原子)组成。在一些实施方案中，所述化合物由27至40个环原子(例如，27至30、29至34、33至38、37至40个环原子，或者27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个环原子)组成。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括式I的结构：
其中n是0或1；
X1和X3各自独立地是O、S、CR3R4或NR5；
X2是O、S或NR5；
R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R1、R2、R3或R4中的任两个与它们所结合的一个或多个原子一起形成任选取代的碳环基、任选取代的杂环基、任选取代的芳基或任选取代的杂芳基；并且
R5各自独立地是氢、羟基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R5和R1、R2、R3或R4中的一个与它们所结合的一个或多个原子一起形成任选取代的杂环基或任选取代的杂芳基。
在一些实施方案中，X1连接到L1，并且X3连接到L2。在一些实施方案中，X1连接到L2，并且X3连接到L1。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括式Ia的结构：
Figure BDA0002302536010000051
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括式II-IV中的任一种的结构：
Figure BDA0002302536010000052
其中o和p独立地是0、1或2；
q是0与7之间的整数；
X4和X5各自独立地不存在，或者是CH2、O、S、SO、SO2或NR13；
R6和R7各自独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R6和R7与它们所结合的碳原子组合形成C＝O，或者R6和R7组合形成任选取代的C3-C10碳环基或任选取代的C2-C9杂环基；
R8各自独立地是羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者两个R8组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R9和R11独立地是任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
R10是任选取代的C1-C6烷基；
并且
R12和R13各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括式IVb的结构：
Figure BDA0002302536010000071
其中r是0与4之间的整数；
R7’各自独立地是羟基、氰基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基(例如，任选取代的C2-C9杂芳基)或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基(例如，任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基)。
在一些实施方案中，L1连接到呈递蛋白结合部分的左侧，并且L2连接到呈递蛋白结合部分的右侧。在一些实施方案中，L1连接到呈递蛋白结合部分的右侧，并且L2连接到呈递蛋白结合部分的左侧。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括式IIa-IVa中的任一种的结构：
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括式V的结构：
其中R14是氢、羟基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括式VI、VII或VIII的结构：
Figure BDA0002302536010000083
Figure BDA0002302536010000091
其中s和t各自独立地是0至7的整数；
X6和X7各自独立地是O、S、SO、SO2或NR19；
R15和R17各自独立地是氢、羟基或任选取代的C1-C6烷基；
R16和R18各自独立地是羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
R19是任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基；并且
Ar是任选取代的C6-C10芳基或任选取代的C2-C9杂芳基。
在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000101
Figure BDA0002302536010000111
Figure BDA0002302536010000121
Figure BDA0002302536010000131
在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000141
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000142
Figure BDA0002302536010000151
Figure BDA0002302536010000161
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000162
Figure BDA0002302536010000171
在某些实施方案中，靶相互作用部分是或包括式IX的结构：
其中u是1至20的整数；并且
Y各自独立地是任何氨基酸、O、NR20、S、S(O)、SO2，或者具有式X-XIII中的任一种的结构：
Figure BDA0002302536010000173
其中R20各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基，或者R20与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R21和R22各自独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基，或者R21和R22组合形成＝O、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R21或R22与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R23、R24、R25或R26各自独立地是氢、羟基，或者R23和R24组合形成＝O，或者R23、R24、R25或R26与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；并且
R27、R28、R29和R30各自独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R26、R27、R28、R29或R30与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基。
在一些实施方案中，所述化合物包含交联基团(例如，在靶相互作用部分中)。
在一些实施方案中，交联基团是巯基反应性交联基团(例如，所述交联基团包括混合的二硫化物、马来酰亚胺、乙烯基砜、乙烯基酮或烷基卤)、氨基反应性交联基团、羧基反应性交联基团、羰基反应性交联基团或形成三唑的交联基团。
在一些实施方案中，交联基团包括混合的二硫化物，例如，交联基团包括式Ia的结构：
Figure BDA0002302536010000191
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；并且
a是0、1或2；
RA是任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C6-C10芳基或任选取代的C2-C9杂芳基。
在一些实施方案中，RA是任选取代的C2-C9杂芳基(例如，吡啶基)。在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000192
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，RA是任选取代的C1-C6杂烷基(例如，N,N-二甲基乙基)。在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000193
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。在一些实施方案中，交联基团包括结构：
在一些实施方案中，RA是任选取代的C1-C6烷基(例如，甲基)。在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000202
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括基于碳的交联基团(例如，在与硫醇反应时形成碳-硫键的交联基团)。
在一些实施方案中，交联基团包括马来酰亚胺，例如，交联基团包括式Ib、Ic、Id或Ie的结构：
Figure BDA0002302536010000203
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
XA是–C(O)-或–SO2-；
XB是–C(O)-或CRERF；
RB和RC独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
RD是氢、羟基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RE和RF独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，交联基团包括式Ib的结构。在一些实施方案中，XA是–C(O)-。在一些实施方案中，XB是–C(O)-。在一些实施方案中，RB和RC是氢或任选取代的C1-C6烷基(例如，甲基)。
在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000211
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000221
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括式If、Ig、Ih或Ii的结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
XC是–C(O)-或–SO2-；
XD不存在，或者是NRJRK或ORL；
RG、RH和RI独立地是氢、腈、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RJ、RK和RL独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，交联基团包括式If的结构。在一些实施方案中，XD不存在。在一些实施方案中，RG、RH和RI是氢。在一些实施方案中，XC是–C(O)-。在一些实施方案中，XC是–SO2-。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基砜，例如，交联基团包括结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基砜，例如，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000232
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基酮，例如，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000233
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基酮，例如，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000241
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基酮，例如，交联基团包括结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括炔酮，诸如式Ij或Ik的结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
XE不存在，或者是NRNRO或ORP；
RM是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RN、RO和RP独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，交联基团包括乙烯基酮，例如，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000251
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括式Im或In的结构：
Figure BDA0002302536010000252
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
XF不存在，或者是NRSRT或ORU；
XG不存在，或者是–C(O)-；
Y是离去基团；
RQ和RR独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RS、RT和RU独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，Y是卤素(例如，氟、氯、溴或碘)、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯或三氟甲磺酸酯。在一些实施方案中，Y是腈。在一些实施方案中，XF和XG不存在。在一些实施方案中，RQ和RR是氢。在一些实施方案中，交联基团包括烷基卤，诸如烷基氯，例如，交联基团包括结构：
其中波浪线示出交联基团与化合物的其余部分的连接点。在一些实施方案中，交联基团包括烷基卤，诸如烷基氯或烷基氟，例如，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000262
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括环氧化物，例如，交联基团包括式Io的结构：
Figure BDA0002302536010000271
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
RV、RW和RX独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，交联基团包括式Ip的结构：
Figure BDA0002302536010000272
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
虚线代表为芳族结构所必需包含的任选双键；
b为0、1或2；
Y是离去基团；
RY和RZ独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
XH、XI、XJ、XK和XL各自独立地不存在，或者是NRAA或CRAB，其中XH、XI、XJ、XK和XL中至少五个是NRAA或CRAB；
RAA不存在，或者是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RAB是氢、腈、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，至少一个RAB是吸电子基团。在一些实施方案中，一至三个RAB是吸电子基团。
在一些实施方案中，Y是腈。在一些实施方案中，Y是卤素(例如，氟、氯、溴或碘)、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯或三氟甲磺酸酯。
在一些实施方案中，交联基团包括结构：
Figure BDA0002302536010000291
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团包括结构：
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点。
在一些实施方案中，交联基团是内部交联基团，例如，交联基团包括式Iq、Ir或Is的结构：
Figure BDA0002302536010000301
其中波浪线示出所述交联基团与所述化合物的其余部分的连接点；
XM是–C(O)-或–SO2-；
XN不存在，或者是NRAE或O；
RAC和RAD独立地是氢、腈、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；并且
RAE是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
在一些实施方案中，XN是NRAE，其中RAE是氢。在一些实施方案中，RAC和RAD是氢。在一些实施方案中，XM是–C(O)-。在一些实施方案中，XM是–SO2-。
在一些实施方案中，靶相互作用部分包括结构：
Figure BDA0002302536010000311
在某些实施方案中，靶相互作用部分是或包括式IX的结构：
Figure BDA0002302536010000312
在一些实施方案中，所述化合物具有式XIV-XVIII中的任一种的结构：
Figure BDA0002302536010000321
在一些实施方案中，所述化合物不包括结构：
Figure BDA0002302536010000322
Figure BDA0002302536010000331
在一些实施方案中，靶相互作用部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000332
在一些实施方案中，至少一个Y是N-烷基化的氨基酸(例如，N-甲基氨基酸)。在一些实施方案中，至少一个Y是D-氨基酸。在一些实施方案中，至少一个Y是非天然氨基酸。在某些实施方案中，至少一个Y包括depsi-连接。
在一些实施方案中，所述化合物不包括结构：
Figure BDA0002302536010000351
在一些实施方案中，包含参与与靶蛋白结合的每个环原子的分子部分具有大于2(例如，大于3，大于4，大于5，大于6)的cLogP。在某些实施方案中，包含参与与靶蛋白结合的每个环原子的分子部分具有小于
Figure BDA0002302536010000352
(例如，小于
Figure BDA0002302536010000353
小于
Figure BDA0002302536010000354
小于
Figure BDA0002302536010000355
小于
Figure BDA0002302536010000356
小于)的极性表面积。在一些实施方案中，包含参与与靶蛋白结合的每个环原子的分子部分包括接头的至少一个原子。
在一些实施方案中，所述化合物具有在400道尔顿与2000道尔顿之间(例如，400至600、500至700、600至800、700至900、800至1000、900至1100、1000至1200、1100至1300、1200至1400、1300至1500、1400至1600、1500至1700、1600至1800、1700至1900或1800至2000道尔顿)的分子量。在某些实施方案中，所述化合物具有偶数个环原子(例如14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38或40个环原子)。在一些实施方案中，所述化合物是细胞渗透剂。在一些实施方案中，所述化合物是基本上纯的(例如，化合物提供在基本上不含污染物诸如其他化合物和/或细胞裂解液的组分的制剂中)。在某些实施方案中，所述化合物是分离的。在一些实施方案中，所述化合物是工程改造的化合物。在一些实施方案中，所述化合物是非天然存在的。
在某些实施方案中，复合物以为复合物结合mTOR和/或钙调磷酸酶的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍大、至少20倍大、至少50倍大、至少100倍大)的亲和力结合靶蛋白(例如，(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)。在一些实施方案中，复合物以为在化合物未在复合物中与呈递蛋白结合时化合物与靶蛋白的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍大、至少20倍大、至少50倍大、至少100倍大)的亲和力结合靶蛋白。在一些实施方案中，复合物以为呈递蛋白未在复合物中与化合物结合时呈递蛋白与靶蛋白的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍大、至少20倍大、至少50倍大、至少100倍大)的亲和力结合靶蛋白。在某些实施方案中，复合物抑制靶蛋白与特异性结合靶蛋白的配体之间的天然存在的相互作用。
在一些实施方案中，呈递蛋白是脯氨酰异构酶(例如，FKBP家族的成员，诸如FKBP12、FKBP12.6、FKBP25或FKBP52，亲环蛋白家族的成员，诸如PP1A、CYPB、CYPC、CYP40、CYPE、CYPD、NKTR、SRCyp、CYPH、CWC27、CYPL1、CYP60、CYPJ、PPIL4、PPIL6、RANBP2、PPWD1或PIN1)。
在某些实施方案中，靶蛋白是真核靶蛋白。在一些实施方案中，真核靶蛋白是哺乳动物靶蛋白，诸如GTP酶、GTP酶活化蛋白、鸟嘌呤核苷酸交换因子、热激蛋白、离子通道、卷曲螺旋蛋白、激酶、磷酸酶、泛素连接酶、转录因子、染色质改性剂/重塑剂、具有经典蛋白质-蛋白质相互作用结构域和基序的蛋白质，或参与与疾病、病症或病状相关联的生物途径的任何其他蛋白质。在一些实施方案中，真核靶蛋白是真菌靶蛋白。在某些实施方案中，靶蛋白是原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白。
在一些实施方案中，所述化合物是图1的化合物中的任一种，或其立体异构体或药学上可接受的盐：
在某些实施方案中，所述化合物是图2的化合物中的任一种，或其立体异构体或药学上可接受的盐：
在一些方面，本发明的特征在于一种呈递蛋白/化合物复合物，其包含本发明的任何化合物和呈递蛋白。
在所述呈递蛋白/化合物复合物的一些实施方案中，所述呈递蛋白是由表1的基因中的任一种或其同源物编码的蛋白质。在所述呈递蛋白/化合物复合物的一些实施方案中，呈递蛋白是脯氨酰异构酶(例如，FKBP家族的成员，诸如FKBP12、FKBP12.6、FKBP25或FKBP52，亲环蛋白家族的成员，诸如PP1A、CYPB、CYPC、CYP40、CYPE、CYPD、NKTR、SRCyp、CYPH、CWC27、CYPL1、CYP60、CYPJ、PPIL4、PPIL6、RANBP2、PPWD1或PIN1)。
在一些方面，本发明的特征在于一种药物组合物，其包含本发明的化合物或复合物中的任一种和药学上可接受的赋形剂。在一些实施方案中，所述药物组合物呈单位剂型。
在一些方面，本发明的特征在于一种调节靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的方法。在一些实施方案中，这种方法包括使靶蛋白与调节(例如，正或负调节)量的本发明的化合物(例如，在存在呈递蛋白的情况下)、呈递蛋白/化合物复合物或组合物中的任一种接触的步骤。
在一些方面，本发明的特征在于一种调节(例如，正或负调节)靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的方法。在一些实施方案中，这种方法包括使表达靶蛋白和呈递蛋白的细胞与有效量的本发明的化合物或组合物在一定条件下接触，从而调节(例如，正或负调节)靶蛋白的步骤，在所述条件下，化合物可以与呈递蛋白形成复合物并且所得复合物可以与靶蛋白结合。
在一些方面，本发明的特征在于一种调节(例如，正或负调节)靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的方法。在一些实施方案中，这种方法包括使靶蛋白与本发明的呈递蛋白/化合物复合物接触，从而调节靶蛋白的步骤。
在一些方面，本发明的特征在于一种抑制脯氨酰异构酶活性的方法。在一些实施方案中，这种方法包括使表达脯氨酰异构酶的细胞与本发明的化合物或组合物在允许在所述化合物与所述脯氨酰异构酶之间形成复合物的条件下接触，从而抑制脯氨酰异构酶活性。
在一些方面，本发明的特征在于一种在细胞中形成呈递蛋白/化合物复合物的方法。在一些实施方案中，这种方法包括使表达呈递蛋白的细胞与本发明的化合物或组合物在允许在化合物与呈递蛋白之间形成复合物的条件下接触的步骤。
在某些方面，本发明的特征在于一种制备本发明的化合物的方法。在一些实施方案中，这种方法包括培养链霉菌属(genus Streptomyces)的细菌菌株和从发酵液中分离化合物的步骤。在一些实施方案中，所述细菌菌株是工程改造的菌株。在一些实施方案中，对所述细菌菌株进行工程改造，原因是对其进行修饰而产生所述化合物和/或将所述化合物分泌到发酵液中。
在一些实施方案中，本公开提供了用于制备如本文所述的化合物的方法，所述方法包括以下步骤：在链霉菌属的细菌菌株产生所述化合物并将其释放到发酵液的条件下培养所述菌株，和从发酵液中分离所述化合物。
在一些实施方案中，提供的方法包括从发酵液中分离如本文所述的化合物。
在一些方面，本发明的特征在于一种三方复合物，其包含(i)靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)和(ii)呈递蛋白/化合物复合物，所述呈递蛋白/化合物复合物包含呈递蛋白和本发明的任何化合物。
在所述三方复合物的一些实施方案中，所述靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)不具有传统的结合口袋。在所述三方复合物的一些实施方案中，所述呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白上的平坦表面位点处结合。在所述三方复合物的某些实施方案中，所述呈递蛋白/化合物复合物中的化合物(例如，大环化合物)在靶蛋白上的疏水性表面位点(例如，包含至少30％，诸如至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少95％疏水性残基的靶蛋白上的疏水性表面位点)处结合。在所述三方复合物的一些实施方案中，所述呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白与特异性结合所述靶蛋白的蛋白质之间的天然存在的蛋白质-蛋白质相互作用的位点处结合靶蛋白。在所述三方复合物的一些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白的活性位点处不结合。在所述三方复合物的某些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白的活性位点处结合。在所述三方复合物的一些实施方案中，靶蛋白是不可成药的靶。
在所述三方复合物的一些实施方案中，与呈递蛋白/化合物复合物中但非在三方复合物中的化合物(例如，大环化合物)相比，所述化合物(例如，大环化合物)在三方复合物中的结构组织基本上不变。
在所述三方复合物的某些实施方案中，所述三方复合物中靶蛋白的总包埋表面积的至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)包含一个或多个参与与化合物(例如，大环化合物)结合的原子。在所述三方复合物的一些实施方案中，所述三方复合物中靶蛋白的总包埋表面积的至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)包含一个或多个参与与呈递蛋白结合的原子。
在所述三方复合物的一些实施方案中，所述化合物(例如，大环化合物)贡献所述三方复合物的总结合自由能的至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)。在所述三方复合物的某些实施方案中，所述呈递蛋白贡献所述三方复合物的总结合自由能的至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)。
在所述三方复合物的一些实施方案中，所述化合物(例如，大环化合物)的一个或多个原子与所述靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的一个或多个原子之间的至少70％(例如，至少80％、至少90％、至少95％)的结合相互作用是范德华相互作用和/或π效应相互作用。
另一方面，本发明的特征在于一种化合物集合，其包含多种化合物(例如，多种如本文所述的大环化合物)。在一些实施方案中，化合物集合包含多种彼此为变体的化合物。
化学术语
本领域技术人员将理解，本文所述的某些化合物可以一种或多种不同的异构形式(例如，立体异构体、几何异构体、互变异构体)和/或同位素形式(例如，其中一个或多个原子已被原子的不同同位素取代，诸如氢取代氘)存在。除非另外指明或从上下文中清楚地看出，否则所描绘的结构可以理解为单独或组合地代表任何此类异构或同位素形式。
本文所述的化合物可以是不对称的(例如，具有一个或多个立体中心)。除非另外指示，否则意指所有立体异构体，如对映异构体和非对映异构体。可以光学活性形式或消旋形式分离含有不对称取代的碳原子的本公开化合物。关于如何由光学活性起始材料制备光学活性形式的方法在本领域中是已知的，诸如通过消旋混合物的拆分或通过立体选择性合成。烯烃的许多几何异构体、C＝N双键等也可以存在于本文描述的化合物中，并且所有此类稳定的异构体均涵盖在本公开中。描述了本公开化合物的顺式几何异构体和反式几何异构体，并且可以作为异构体混合物或分开的异构形式分离。
在一些实施方案中，本文描绘的一种或多种化合物可以不同的互变异构形式存在。从上下文将清楚地看出，除非明确地排除，否则对此类化合物的提及涵盖所有此类互变异构形式。在一些实施方案中，互变异构形式由单键与相邻双键的交换以及质子的伴随迁移产生。在某些实施方案中，互变异构形式可以是质子互变异构体，其是具有与参考形式相同的经验式和总电荷的异构质子化状态。具有质子互变异构形式的部分的实例是酮-烯醇对、酰胺-亚胺酸对、内酰胺-内酰亚胺对、酰胺-亚胺酸对、烯胺-亚胺对以及其中质子可以占据杂环体系的两个或更多个位置的环状形式，诸如1H-和3H-咪唑，1H-、2H-和4H-1,2,4-三唑，1H-和2H-异吲哚以及1H-和2H-吡唑。在一些实施方案中，互变异构形式可以通过适当的取代而处于平衡或空间锁定到一种形式。在某些实施方案中，互变异构形式由乙缩醛相互转化，例如以下方案中所示的相互转化产生：
Figure BDA0002302536010000411
本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，可以根据本发明制备和/或利用本文所述的化合物的同位素。“同位素”是指具有相同原子数但具有由原子核中的中子数不同而产生的不同质量数的原子。例如，氢的同位素包括氚和氘。在一些实施方案中，同位素取代(例如，用氘取代氢)可以改变分子的物理化学特性，诸如手性中心的代谢和/或外消旋速率。
如本领域中已知的，许多化学实体(特别是许多有机分子和/或许多小分子)可以采用多种不同的固体形式，例如像无定形形式和/或结晶形式(例如，多晶型物、水合物、溶剂合物等)。在一些实施方案中，此类实体可以包括任何固体形式的任何形式利用。在一些实施方案中，此类实体以特定的形式，例如以特定的固体形式利用。
在一些实施方案中，本文描述和/或描绘的化合物可以盐形式提供和/或利用。
在某些实施方案中，本文描述和/或描绘的化合物可以水合物或溶剂合物的形式提供和/或利用。
在本说明书中的各个地方，本公开的化合物的取代基以组或以范围公开。具体旨在本公开包括此类组和范围的成员的每种和每个单独子组合。例如，术语“C1-6烷基”具体旨在单独公开甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。此外，在化合物包括多个以组或以范围公开的取代基所处的位置的情况下，除非另外指明，否则本公开旨在涵盖单独的化合物和含有每个位置处的每种和每个单独子组合的化合物组(例如，属和亚属)。
在本文中，形式“任选取代的X”(例如，任选取代的烷基)的短语旨在等于“X，其中X是任选取代的”(例如，“烷基，其中所述烷基是任选取代的”)。并非旨在用以意指特征“X”(例如，烷基)本身是任选的。
如本文所用的术语“烷基”是指含有1至20个(例如，1至10或1至6个)碳的饱和烃基。在一些实施方案中，烷基是非支链的(即，是直链的)；在一些实施方案中，烷基是支链的。烷基由甲基、乙基、正丙基和异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基、新戊基等举例说明，并且可以任选地被一个、两个、三个或(在具有两个或更多个碳的烷基的情况下)四个取代基取代，所述取代基独立地选自由以下组成的组：(1)C1-6烷氧基；(2)C1-6烷基亚磺酰基；(3)氨基，如本文所定义(例如，未取代的氨基(即，-NH2)或取代的氨基(即，-N(RN1)2，其中RN1如对于氨基所定义)；(4)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(5)叠氮基；(6)卤基；(7)(C2-9杂环基)氧基；(8)羟基，任选地被O-保护基团取代；(9)硝基；(10)氧代基(例如，羧醛或酰基)；(11)C1-7螺环基；(12)硫代烷氧基；(13)硫醇；(14)-CO2RA’，任选地被O-保护基团取代，并且其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R’是H或C1-20烷基，和(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(15)-C(O)NRB’RC’，其中RB’和RC’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(16)-SO2RD’，其中RD’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)C1-6烷-C6-10芳基，和(d)羟基；(17)-SO2NRE’RF’，其中RE’和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)-C(O)RG’，其中RG’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R’是H或C1-20烷基，和(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(19)-NRH’C(O)RI’，其中RH’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RI’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R’是H或C1-20烷基，和(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(20)-NRJ’C(O)ORK’，其中RJ’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RK’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R’是氢或C1-20烷基，和(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(21)脒；和(22)甲硅烷基，诸如三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基和三异丙基甲硅烷基。在一些实施方案中，这些基团各自可以如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基的亚烷基可以进一步被氧代基取代以提供相应的芳酰基取代基。
如本文所用的术语“亚烷基”和前缀”烷-”代表通过去除两个氢原子衍生自直链或支链饱和烃的饱和二价烃基，并且其由亚甲基、亚乙基、亚异丙基等举例说明。术语“Cx-y亚烷基”和前缀“Cx-y烷-”代表具有x与y个之间的碳的亚烷基。x的示例性值为1、2、3、4、5和6，且y的示例性值为2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20(例如，C1-6亚烷基、C1-10亚烷基、C2-20亚烷基、C2-6亚烷基、C2-10亚烷基或C2-20亚烷基)。在一些实施方案中，亚烷基可以进一步被1、2、3或4个如本文对于烷基所定义的取代基取代。
如本文所用的术语“烯基”代表含有一个或多个碳-碳双键的除非另外指明否则具有2至20个碳(例如，2至6个或2至10个碳)的单价直链或支链基团，并且由乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基等举例说明。烯基包括顺式异构体和反式异构体。烯基可以如本文所定义任选地被1、2、3或4个独立地选自氨基、芳基、环烷基或杂环基(例如，杂芳基)的取代基或本文所述的示例性烷基取代基中的任一个取代。
如本文所用的术语“炔基”代表含有碳-碳三键的2至20个碳原子(例如，2至4个、2至6个或2至10个碳)的单价直链或支链基团，并且由乙炔基、1-丙炔基等举例说明。炔基可以如本文所定义任选地被1、2、3或4个独立地选自芳基、环烷基或杂环基(例如，杂芳基)的取代基或本文所述的示例性烷基取代基中的任一个取代。
如本文所用的术语“氨基”代表–N(RN1)2，其中RN1各自独立地是H、OH、NO2、N(RN2)2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2、N-保护基团、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、烷芳基、环烷基、烷环烷基、羧基烷基(例如，任选地被O-保护基团取代，诸如任选取代的芳基烷氧基羰基或本文所述的任何基团)、磺烷基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文所述的其他基团)、烷氧基羰基烷基(例如，任选地被O-保护基团取代，诸如任选取代的芳基烷氧基羰基或本文所述的任何基团)、杂环基(例如，杂芳基)或烷杂环基(例如，烷杂芳基)，其中这些所述RN1基团中的每一个可以任选地被取代，如本文对每个基团所定义；或两个RN1组合形成杂环基或N-保护基团，并且其中RN2各自独立地是H、烷基或芳基。本发明的氨基可以是未取代的氨基(即，–NH2)或取代的氨基(即，–N(RN1)2)。在一个优选的实施方案中，氨基是–NH2或–NHRN1，其中RN1独立地是OH、NO2、NH2、NRN2 2、SO2ORN2、SO2RN2、SORN2、烷基、羧基烷基、磺基烷基、酰基(例如，乙酰基、三氟乙酰基或本文所述的其他基团)、烷氧基羰基烷基(例如，叔丁氧基羰基烷基)或芳基，并且RN2各自可以是H、C1-20烷基(例如，C1-6烷基)或C6-10芳基。
如本文所述，术语“氨基酸”是指具有侧链、氨基和酸基(例如，–CO2H的羧基或–SO3H的磺基)的分子，其中氨基酸通过侧链、氨基或酸基(例如，侧链)连接到母体分子基团。如本文所用的术语“氨基酸”广义上是指可以例如通过形成一个或多个肽键而并入多肽链的任何化合物和/或物质。在一些实施方案中，氨基酸具有通用结构H2N–C(H)(R)–COOH。在一些实施方案中，氨基酸是天然存在的氨基酸。在一些实施方案中，氨基酸是合成氨基酸；在一些实施方案中，氨基酸是D-氨基酸；在一些实施方案中，氨基酸是L-氨基酸。“标准氨基酸”是指通常在天然存在的肽中发现的20种标准L-氨基酸中的任一种。“非标准氨基酸”是指除标准氨基酸以外的任何氨基酸，不管它是合成制备的还是从天然来源获得的。在一些实施方案中，与上述通用结构相比，氨基酸，包括多肽中的羧基和/或氨基末端氨基酸，可以含有结构修饰。例如，在一些实施方案中，与通用结构相比，氨基酸可以通过甲基化、酰胺化、乙酰化和/或取代来修饰。在一些实施方案中，与含有其他方面相同的未修饰的氨基酸的多肽相比，这种修饰可以例如改变含有修饰的氨基酸的多肽的循环半衰期。在一些实施方案中，与含有其他方面相同的未修饰的氨基酸的多肽相比，这种修饰不会显著改变含有修饰的氨基酸的多肽的相关活性。从上下文将清楚地看出，在一些实施方案中，术语“氨基酸”用于指游离氨基酸；在一些实施方案中，其用于指多肽的氨基酸残基。在一些实施方案中，氨基酸通过羰基连接到母体分子基团，其中侧链或氨基连接到羰基。在一些实施方案中，氨基酸是α-氨基酸。在某些实施方案中，氨基酸是β-氨基酸。在一些实施方案中，氨基酸是γ-氨基酸。示例性侧链包括任选取代的烷基、芳基、杂环基、烷芳基、烷基杂环基、氨基烷基、氨基甲酰基烷基和羧基烷基。示例性氨基酸包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、羟基正缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、正缬氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、吡咯赖氨酸、硒代半胱氨酸、丝氨酸、牛磺酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。氨基酸基团可以任选地用一个、两个、三个或(在具有两个或更多个碳的氨基酸基团的情况下)四个取代基取代，所述取代基独立地选自由以下组成的组：(1)C1-6烷氧基；(2)C1-6烷基亚磺酰基；(3)氨基，如本文所定义(例如，未取代的氨基(即，-NH2)或取代的氨基(即，-N(RN1)2，其中RN1如对氨基所定义)；(4)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(5)叠氮基；(6)卤基；(7)(C2-9杂环基)氧基；(8)羟基；(9)硝基；(10)氧代基(例如，羧醛或酰基)；(11)C1-7螺环基；(12)硫代烷氧基；(13)硫醇；(14)-CO2RA’，其中RA’选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R'是H或C1-20烷基，和(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(15)-C(O)NRB’RC’，其中RB’和RC’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(16)-SO2RD’，其中RD’选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)C1-6烷-C6-10芳基，和(d)羟基；(17)-SO2NRE’RF’，其中RE'和RF'各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)-C(O)RG’，其中RG'选自由以下组成的组：(a)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c)C6-10芳基，(d)氢，(e)C1-6烷-C6-10芳基，(f)氨基-C1-20烷基，(g)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R’是H或C1-20烷基，以及(h)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(19)-NRH’C(O)RI’，其中RH’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RI’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R'是H或C1-20烷基，和(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；(20)-NRJ’C(O)ORK’，其中RJ’选自由以下组成的组：(a1)氢和(b1)C1-6烷基，并且RK’选自由以下组成的组：(a2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基)，(b2)C2-20烯基(例如，C2-6烯基)，(c2)C6-10芳基，(d2)氢，(e2)C1-6烷-C6-10芳基，(f2)氨基-C1-20烷基，(g2)-(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR’的聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且R'是H或C1-20烷基，和(h2)-NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1的氨基-聚乙二醇，其中s1是1至10(例如，1至6或1至4)的整数，s2和s3各自独立地是0至10(例如，0至4、0至6、1至4、1至6或1至10)的整数，并且RN1各自独立地是氢或任选取代的C1-6烷基；和(21)脒。在一些实施方案中，这些基团各自可以如本文所述进一步被取代。
如本文所用的术语“N-烷基化的氨基酸”是指在形成肽键的氨基酸的氮上含有任选取代的C1-C6烷基的氨基酸。N-烷基化的氨基酸包括但不限于N-甲基氨基酸，诸如N-甲基-丙氨酸、N-甲基-苏氨酸、N-甲基-苯基丙氨酸、N-甲基-天冬氨酸、N-甲基-缬氨酸、N-甲基-亮氨酸、N-甲基-甘氨酸、N-甲基-异亮氨酸、N(α)-甲基-赖氨酸、N(α)-甲基-天冬酰胺和N(α)-甲基-谷氨酰胺。
如本文所用的术语“芳基”代表具有一个或两个芳族环的单环、双环或多环碳环体系并且由苯基、萘基、1,2-二氢萘基、1,2,3,4-四氢萘基、蒽基、菲基、芴基、茚满基、茚基等举例说明，并且可以任选地用1、2、3、4或5个独立地选自由以下组成的组的取代基取代：(1)C1-7酰基(例如，羧醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，诸如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤基；(12)C1-12杂环基(例如，C1-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)–(CH2)qCO2RA'，其中q是0至4的整数，并且RA'选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)–(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB'和RC'独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)–(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD'选自由以下组成的组：(a)烷基，(b)C6-10芳基和(c)烷-C6-10芳基；(20)–(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE'和RF'各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)硫醇；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)C2-20烯基；和(27)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自可以如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可以进一步被氧代基取代，以提供相应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基。
如本文所用，“芳基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基连接到母体分子基团的如本文所定义的芳基。示例性的未取代的芳基烷基具有7至30个碳(例如，7至16个或7至20个碳，诸如C1-6烷-C6-10芳基、C1-10烷-C6-10芳基或C1-20烷-C6-10芳基)。在一些实施方案中，亚烷基和芳基各自可以进一步被1、2、3或4个如本文对于相应基团定义的取代基取代。加上前缀“烷-”的其他基团以相同方式定义，其中除非另有说明，否则“烷”是指C1-6亚烷基，并且所连接的化学结构如本文所定义。
术语“叠氮基”代表–N3基团，其也可以表示为–N＝N＝N。
如本文所用的术语“碳环”和“碳环基”是指任选取代的C3-12单环、双环或三环非芳族环结构，其中所述环由碳原子形成。碳环结构包括环烷基、环烯基和环炔基。
如本文所用，“碳环基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基连接到母体分子基团的如本文所定义的碳环基团。示例性的未取代的碳环基烷基具有7至30个碳(例如，7至16个或7至20个碳，诸如C1-6烷-C6-10碳环基、C1-10烷-C6-10碳环基或C1-20烷-C6-10碳环基)。在一些实施方案中，亚烷基和碳环基各自可以进一步被1、2、3或4个如本文对于相应基团定义的取代基取代。加上前缀“烷-”的其他基团以相同方式定义，其中除非另有说明，否则“烷”是指C1-6亚烷基，并且所连接的化学结构如本文所定义。
如本文所用的术语“羰基”代表C(O)基团，其还可以表示为C＝O。
如本文所用的术语“羧基”意指–CO2H。
如本文所用的术语“氰基”代表–CN基团。
除非另有说明，否则如本文所用的术语“环烷基”代表具有3至8个碳的单价饱和或不饱和非芳族环状烃基，并且由环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、双环庚基等举例说明。当环烷基包含一个碳-碳双键时，环烷基可以称为“环烯基”。示例性环烯基包括环戊烯基、环己烯基等。本发明的环烷基可以任选用以下取代：(1)C1-7酰基(例如，羧醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，诸如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤基；(12)C1-12杂环基(例如，C1-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)–(CH2)qCO2RA’，其中q是0至4的整数，并且RA'选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)–(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB'和RC'独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C6-10烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)–(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD'选自由以下组成的组：(a)C6-10烷基，(b)C6-10芳基和(c)C1-6烷-C6-10芳基；(20)–(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE'和RF'各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C6-10烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)硫醇；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)C6-10芳基-C1-6烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)氧代基；(27)C2-20烯基；和(28)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自可以如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可以进一步被氧代基取代，以提供相应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基。
如本文所用，“环烷基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基(例如，具有1至4、1至6、1至10或1至20个碳的亚烷基)连接到母体分子基团的如本文所定义的环烷基。在一些实施方案中，亚烷基和环烷基各自可以进一步被1、2、3或4个如本文对于相应基团所定义的取代基取代。
如本文所用的术语“非对映异构体”意指彼此不是镜像且彼此不可重叠的立体异构体。
如本文所使的术语“对映异构体”意指具有至少80％(即，至少90％的一种对映异构体和至多10％的另一种对映异构体)、优选至少90％且更优选至少98％的光学纯度或对映异构体过量(如由本领域中标准的方法所确定)的本发明化合物的每种单独光学活性形式。
如本文所用的术语“卤基”代表选自溴、氯、碘或氟的卤素。
如本文所用的术语“杂烷基”是指其中一个或两个组成碳原子已各自被氮、氧或硫替代的如本文所定义的烷基。在一些实施方案中，杂烷基可以进一步被1、2、3或4个如本文对于烷基所述的取代基取代。如本文所用的术语“杂烯基”和“杂炔基”分别是指其中一个或两个组成碳原子已各自被氮、氧或硫替代的如本文所定义的烯基和炔基。在一些实施方案中，杂烯基和杂炔基可以进一步被1、2、3或4个如本文对于烷基所述的取代基取代。
如本文所用的术语“杂芳基”代表如本文所定义的杂环基的子集，其是芳族的：即，它们在单环或多环体系中含有4n+2个pi电子。示例性未取代的杂芳基具有1至12(例如，1至11、1至10、1至9、2至12、2至11、2至10或2至9)个碳。在一些实施方案中，杂芳基被1、2、3或4个如对于杂环基所定义的取代基取代。
术语“杂芳基烷基”是指通过如本文所定义的亚烷基连接到母体分子基团的如本文所定义的杂芳基。示例性未取代的杂芳基烷基具有2至32个碳(例如，2至22、2至18、2至17、2至16、3至15、2至14、2至13或2至12个碳，诸如C1-6烷-C1-12杂芳基、C1-10烷-C1-12杂芳基或C1-20烷-C1-12杂芳基)。在一些实施方案中，亚烷基和杂芳基各自可以进一步被1、2、3或4个如本文对于相应基团所定义的取代基取代。杂芳基烷基是杂环基烷基的子集。
除非另有说明，否则如本文所用的术语“杂环基”代表5元、6元或7元环，其含有1、2、3或4个独立地选自由氮、氧和硫组成的组的杂原子。5元环具有0至2个双键，并且6元环和7元环具有0至3个双键。示例性未取代的杂环基具有1至12(例如，1至11、1至10、1至9、2至12、2至11、2至10或2至9)个碳。术语“杂环基”还代表具有桥连的多环结构的杂环化合物，其中一个或多个碳和/或杂原子桥连单环的两个非相邻成员，例如奎宁环基。术语“杂环基”包括双环基团、三环基团和四环基团，其中任何以上杂环稠合到一个、两个或三个碳环，例如芳环、环己烷环、环己烯环、环戊烷环、环戊烯环或另一个单环杂环，诸如吲哚基、喹啉基、异喹啉基、四氢喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基等。稠合杂环的实例包括莨菪烷和1,2,3,5,8,8a-六氢吲嗪。杂环包括吡咯基、吡咯啉基、吡咯烷基、吡唑基、吡唑啉基、吡唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、吡啶基、哌啶基、高哌啶基、吡嗪基、哌嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噁唑基、噁唑烷基、异噁唑基、异噁唑烷基、吗啉基、硫代吗啉基、噻唑基、噻唑烷基、异噻唑基、异噻唑烷基、吲哚基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、二氢喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并噻二唑基、呋喃基、噻吩基、噻唑烷基、异噻唑基、三唑基、四唑基、噁二唑基(例如，1,2,3-噁二唑基)、嘌呤基、噻二唑基(例如，1,2,3-噻二唑基)、四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、二氢噻吩基、二氢吲哚基、二氢喹啉基、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、二氢异喹啉基、吡喃基、二氢吡喃基、二噻唑基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基等，包括其二氢形式和四氢形式，其中一个或多个双键被还原并且用氢替代。其他示例性杂环基包括：2,3,4,5-四氢-2-氧代-噁唑基；2,3-二氢-2-氧代-1H-咪唑基；2,3,4,5-四氢-5-氧代-1H-吡唑基(例如，2,3,4,5-四氢-2-苯基-5-氧代-1H-吡唑基)；2,3,4,5-四氢-2,4-二氧代-1H-咪唑基(例如，2,3,4,5-四氢-2,4-二氧代-5-甲基-5-苯基-1H-咪唑基)；2,3-二氢-2-硫代-1,3,4-噁二唑基(例如，2,3-二氢-2-硫代-5-苯基-1,3,4-噁二唑基)；4,5-二氢-5-氧代-1H-三唑基(例如，4,5-二氢-3-甲基-4-氨基5-氧代-1H-三唑基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代吡啶基(例如，1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3,3-二乙基吡啶基)；2,6-二氧代-哌啶基(例如，2,6-二氧代-3-乙基-3-苯基哌啶基)；1,6-二氢-6-氧代嘧啶基；1,6-二氢-4-氧代嘧啶基(例如，2-(甲硫基)-1,6-二氢-4-氧代-5-甲基嘧啶-1-基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代嘧啶基(例如，1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3-乙基嘧啶基)；1,6-二氢-6-氧代-哒嗪基(例如，1,6-二氢-6-氧代-3-乙基哒嗪基)；1,6-二氢-6-氧代-1,2,4-三嗪基(例如，1,6-二氢-5-异丙基-6-氧代-1,2,4-三嗪基)；2,3-二氢-2-氧代-1H-吲哚基(例如，3,3-二甲基-2,3-二氢-2-氧代-1H-吲哚基和2,3-二氢-2-氧代-3,3'-螺丙烷-1H-吲哚-1-基)；1,3-二氢-1-氧代-2H-异吲哚基；1,3-二氢-1,3-二氧代-2H-异吲哚基；1H-苯并吡唑基(例如，1-(乙氧基羰基)-1H-苯并吡唑基)；2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑基(例如，3-乙基-2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑基)；2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基(例如，5-氯-2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基)；2,3-二氢-2-氧代-苯并噁唑基；2-氧代-2H-苯并吡喃基；1,4-苯并二噁烷基；1,3-苯并二噁烷基；2,3-二氢-3-氧代,4H-1,3-苯并噻嗪基；3,4-二氢-4-氧代-3H-喹唑啉基(例如，2-甲基-3,4-二氢-4-氧代-3H-喹唑啉基)；1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3H-喹唑啉基(例如，1-乙基-1,2,3,4-四氢-2,4-二氧代-3H-喹唑啉基)；1,2,3,6-四氢-2,6-二氧代-7H-嘌呤基(例如，1,2,3,6-四氢-1,3-二甲基-2,6-二氧代-7H-嘌呤基)；1,2,3,6-四氢-2,6-二氧代-1H–嘌呤基(例如，1,2,3,6-四氢-3,7-二甲基-2,6-二氧代-1H-嘌呤基)；2-氧代苯并[c,d]吲哚基；1,1-二氧代-2H-萘并[1,8-c,d]异噻唑基；和1,8-亚萘基二甲酰胺基。另外的杂环包括3,3a,4,5,6,6a-六氢-吡咯并[3,4-b]吡咯-(2H)-基和2,5-二氮杂二环[2.2.1]庚-2-基、高哌嗪基(或二氮杂环庚烷基)、四氢吡喃基、二噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、氧杂环庚烷基、硫杂环庚烷基、氮杂环辛烷基、氧杂环辛烷基(oxecanyl)以及硫杂环辛烷基。杂环基团还包括下式的基团
Figure BDA0002302536010000541
其中
E′选自由-N-和-CH-组成的组；F′选自由以下组成的组：-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-、-NH-、-CH＝N-、-CH2-NH-、-C(O)-NH-、-CH＝CH-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-O-和-S-；并且G′选自由-CH-和-N-组成的组。本文提到的任何杂环基可以任选地用1、2、3、4或5个独立地选自由以下组成的组的取代基取代：(1)C1-7酰基(例如，羧醛)；(2)C1-20烷基(例如，C1-6烷基、C1-6烷氧基-C1-6烷基、C1-6烷基亚磺酰基-C1-6烷基、氨基-C1-6烷基、叠氮基-C1-6烷基、(羧醛)-C1-6烷基、卤代-C1-6烷基(例如，全氟烷基)、羟基-C1-6烷基、硝基-C1-6烷基或C1-6硫代烷氧基-C1-6烷基)；(3)C1-20烷氧基(例如，C1-6烷氧基，诸如全氟烷氧基)；(4)C1-6烷基亚磺酰基；(5)C6-10芳基；(6)氨基；(7)C1-6烷-C6-10芳基；(8)叠氮基；(9)C3-8环烷基；(10)C1-6烷-C3-8环烷基；(11)卤基；(12)C1-12杂环基(例如，C2-12杂芳基)；(13)(C1-12杂环基)氧基；(14)羟基；(15)硝基；(16)C1-20硫代烷氧基(例如，C1-6硫代烷氧基)；(17)-(CH2)qCO2RA’，其中q是0至4的整数，并且RA'选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，(c)氢，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(18)-(CH2)qCONRB’RC’，其中q是0至4的整数，并且其中RB'和RC'独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(19)-(CH2)qSO2RD’，其中q是0至4的整数，并且其中RD'选自由以下组成的组：(a)C1-6烷基，(b)C6-10芳基，和(c)C1-6烷-C6-10芳基；(20)-(CH2)qSO2NRE’RF’，其中q是0至4的整数，并且其中RE'和RF’各自独立地选自由以下组成的组：(a)氢，(b)C1-6烷基，(c)C6-10芳基，和(d)C1-6烷-C6-10芳基；(21)硫醇；(22)C6-10芳氧基；(23)C3-8环烷氧基；(24)芳基烷氧基；(25)C1-6烷-C1-12杂环基(例如，C1-6烷-C1-12杂芳基)；(26)氧代基；(27)(C1-12杂环基)亚氨基；(28)C2-20烯基；和(29)C2-20炔基。在一些实施方案中，这些基团各自可以如本文所述进一步被取代。例如，C1-烷芳基或C1-烷杂环基的亚烷基可以进一步被氧代基取代，以提供相应的芳酰基和(杂环基)酰基取代基。
如本文所用的“杂环基烷基”代表通过如本文所定义的亚烷基连接到母体分子基团的如本文所定义的杂环基。示例性未取代的杂环基烷基具有2至32个碳(例如，2至22、2至18、2至17、2至16、3至15、2至14、2至13或2至12个碳，诸如C1-6烷-C1-12杂环基、C1-10烷-C1-12杂环基或C1-20烷-C1-12杂环基)。在一些实施方案中，亚烷基和杂环基各自可以进一步被1、2、3或4个如本文对于相应基团所定义的取代基取代。
如本文所用的术语“烃”代表仅由碳原子和氢原子组成的基团。
如本文所用的术语“羟基”代表–OH基团。在一些实施方案中，羟基可以被1、2、3或4个如本文对于烷基所定义的取代基(例如，O-保护基团)取代。
如本文所用的术语“异构体”意指本发明的任何化合物的任何互变异构体、立体异构体、对映异构体或非对映异构体。可认识到本发明的化合物可以具有一个或多个手性中心和/或双键，并且因此呈立体异构体诸如双键异构体(即，几何E/Z异构体)或非对映异构体(例如，对映异构体(即，(+)或(-))或顺式/反式异构体)存在。根据本发明，本文描绘的化学结构并且因此本发明的化合物涵盖所有对应的立体异构体，即立体异构纯形式(例如，几何纯、对映异构纯或非对映异构纯)和对映异构和立体异构混合物，例如消旋体。本发明化合物的对映异构和立体异构混合物通常可以通过熟知的方法，诸如手性相气相色谱法、手性相高效液相色谱法、使化合物结晶为手性盐复合物或在手性溶剂中结晶化合物来拆分成其组分对映异构体或立体异构体。还可以通过熟知的不对称合成方法从立体异构或对映异构纯中间体、试剂和催化剂中获得对映异构体和立体异构体。
如本文所用的术语“N-保护的氨基”是指其上连接一个或两个如本文所定义的N-保护基团的如本文所定义的氨基。
如本文所用的术语“N-保护基团”代表在合成过程期间用于保护氨基抵抗不希望的反应的那些基团。常用的N-保护基团在Greene，“Protective Groups in OrganicSynthesis”，第3版(John Wiley&Sons，纽约，1999)中公开，其以引用的方式并入本文。N-保护基团包括酰基、芳酰基或氨基甲酰基，诸如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻苯二甲酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、4-硝基苯甲酰基，和手性助剂，诸如保护或未保护的D,L或D,L-氨基酸，诸如丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等；含磺酰基的基团，诸如苯磺酰基、对甲苯磺酰基等；氨基甲酸酯形成基团，诸如苄氧基羰基、对氯苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、2-硝基苄氧基羰基、对溴苄氧基羰基、3,4-二甲氧基苄氧基羰基、3,5-二甲氧基苄氧基羰基、2,4-二甲氧基苄氧基羰基、4-甲氧基苄氧基羰基、2-硝基-4,5-二甲氧基苄氧基羰基、3,4,5-三甲氧基苄氧基羰基、1-(对联苯基)-1-甲基乙氧基羰基、α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄氧基羰基、二苯甲基氧基羰基、叔丁氧基羰基、二异丙基甲氧基羰基、异丙氧基羰基、乙氧基羰基、甲氧基羰基、烯丙氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基、苯氧基羰基、4-硝基苯氧基羰基、芴基-9-甲氧基羰基、环戊氧基羰基、金刚烷氧基羰基、环己氧基羰基、苯硫羰基等，烷芳基，诸如苄基、三苯甲基、苄氧基甲基等，和甲硅烷基，诸如三甲基甲硅烷基等。优选的N-保护基是甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、丙氨酰基、苯磺酰基、苄基、叔丁氧基羰基(Boc)以及苄氧基羰基(Cbz)。
如本文所用的术语“硝基”代表–NO2基团。
如本文所用的术语“O-保护基团”代表旨在保护含氧基团(例如，苯酚、羟基或羰基)免于在合成程序期间的不希望的反应。常用的O-保护基团在Greene，“ProtectiveGroups in Organic Synthesis”，第3版(John Wiley&Sons，纽约，1999)中公开，其以引用的方式并入本文。示例性O-保护基团包括酰基、芳酰基或氨基甲酰基，诸如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻苯二甲酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷氧基甲基、4,4'-二甲氧基三苯甲基、异丁酰基、苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、二甲基甲脒基和4-硝基苯甲酰基；烷基羰基，诸如酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基等；任选取代的芳基羰基，诸如苯甲酰基；甲硅烷基，诸如三甲基甲硅烷基(TMS)、叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)、三异丙基甲硅烷基氧基甲基(TOM)、三异丙基甲硅烷基(TIPS)等；与羟基形成醚的基团，诸如甲基、甲氧基甲基、四氢吡喃基、苄基、对甲氧基苄基、三苯甲基等；烷氧基羰基，诸如甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基、正异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、环己氧基羰基、甲氧基羰基等；烷氧基烷氧基羰基，诸如甲氧基甲氧基羰基、乙氧基甲氧基羰基、2-甲氧基乙氧基羰基、2-乙氧基乙氧基羰基、2-丁氧基乙氧基羰基、2-甲氧基乙氧基甲氧基羰基、烯丙氧基羰基、炔丙氧基羰基、2-丁烯氧基羰基、3-甲基-2-丁烯氧基羰基等；卤代烷氧基羰基，诸如2-氯乙氧基羰基、2-氯乙氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基等；任选取代的芳基烷氧基羰基，诸如苄氧基羰基、对甲基苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、2,4-二硝基苄氧基羰基、3,5-二甲基苄氧基羰基、对氯苄氧基羰基、对溴苄氧基羰基、芴基甲氧基羰基等；以及任选取代的芳氧基羰基，诸如苯氧基羰基、对硝基苯氧基羰基、邻硝基苯氧基羰基、2,4-二硝基苯氧基羰基、对甲基苯氧基羰基、间甲基苯氧基羰基、邻溴苯氧基羰基、3,5-二甲基苯氧基羰基、对氯苯氧基羰基、2-氯-4-硝基苯氧基-羰基等)；取代的烷基、芳基和烷芳基醚(例如，三苯甲基；甲硫基甲基；甲氧基甲基；苄氧基甲基；甲硅烷氧基甲基；2,2,2-三氯乙氧基甲基；四氢吡喃基；四氢呋喃基；乙氧基乙基；1-[2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基]乙基；2-三甲基甲硅烷基乙基；叔丁基醚；对氯苯基、对甲氧基苯基、对硝基苯基、苄基、对甲氧基苄基和硝基苄基)；甲硅烷基醚(例如，三甲基甲硅烷基；三乙基甲硅烷基；三异丙基甲硅烷基；二甲基异丙基甲硅烷基；叔丁基二甲基甲硅烷基；叔丁基二苯基甲硅烷基；三苄基甲硅烷基；三苯基甲硅烷基；和二苯基甲基甲硅烷基)；碳酸酯(例如，甲基、甲氧基甲基、9-芴基甲基；乙基；2,2,2-三氯乙基；2-(三甲基甲硅烷基)乙基；乙烯基、烯丙基、硝基苯基；苄基；甲氧基苄基；3,4-二甲氧基苄基；和硝基苄基)；羰基保护基团(例如，缩醛和缩酮基团，诸如二甲基缩醛、1,3-二氧戊环等；缩羰基(acylal group)；以及二噻烷基，诸如1,3-二噻烷、1,3-二硫戊环等)；羧酸保护基团(例如，酯基，诸如甲酯、苄酯、叔丁酯、原酸酯等)；以及噁唑啉基。
如本文所用的术语“氧代基”代表＝O。
如本文所用的前缀“全氟”代表其中每个与烷基结合的氢基被氟基替代的如本文所定义的烷基。例如，全氟烷基由三氟甲基、五氟乙基等举例说明。
如本文所用的术语“受保护的羟基”是指与O-保护基团结合的氧原子。
如本文所用的术语“螺环基”代表C2-7亚烷基二基，其两端均与母体基团的同一碳原子结合以形成螺环基团，并且还具有C1-6杂亚烷基二基，其两端均与同一原子结合。形成螺环基的杂亚烷基可以含有一个、两个、三个或四个独立地选自由氮、氧和硫组成的组的杂原子。在一些实施方案中，螺环基包含一至七个碳，不包括其上连接二基的碳原子。本发明的螺环基可以任选地被1、2、3或4个如本文作为环烷基和/或杂环基的任选取代基提供的取代基取代。
如本文所用的术语“立体异构体”是指化合物可以拥有的所有可能的不同异构体形式以及构象形式(例如，本文所述的任何式的化合物)，具体为基本分子结构的所有可能的立体化学和构象异构体形式、所有非对映异构体、对映异构体和/或构象异构体。本发明的一些化合物可以不同互变异构形式存在，所有互变异构形式都包括在本发明的范围内。
如本文所用的术语“磺酰基”代表-S(O)2-基团。
如本文所用的术语“硫醇”代表–SH基团。
定义
在本申请中，除非上下文另有明确说明，否则(i)术语“一个/种”可以理解为意指“至少一个/种”；(ii)术语“或”可以理解为意指“和/或”；(iii)术语“包含”和“包括”可以理解为涵盖逐项列出的组分或步骤，无论它们是单独呈现还是与一个/种或多个/种其他组分或步骤一起呈现；并且(iv)术语“约”和“大约”可以理解为允许如本领域普通技术人员将理解的标准偏差；并且(v)在提供范围的地方包括端点。
如本文所用，术语“π效应相互作用”是指芳族环之间的有吸引力的非共价相互作用。
如本文所用，术语“活性位点”是指在蛋白质(例如，酶)上底物分子结合并发生化学反应的位置。“在活性位点处不结合”意指化合物或复合物的原子基本上不参与与活性位点内的残基(例如，参与与天然底物分子结合的残基)的结合。
如本文所用，术语“施用”是指将组合物(例如，化合物、复合物或包含如本文所述的化合物或复合物的制剂)施用到受试者或系统。可以通过任何适当的途径向动物受试者(例如，向人类)施用。例如，在一些实施方案中，施用可以是支气管(包括通过支气管滴注)、颊、肠、皮肤内、动脉内、皮内、胃内、髓内、肌肉内、鼻内、腹膜内、鞘内、静脉内、心室内、粘膜、鼻腔、口服、直肠、皮下、舌下、局部、气管(包括通过气管内滴注)、经皮、阴道和玻璃体施用。
如本领域中已知的，“亲和力”是特定配体与其配偶体结合的紧密度的量度。亲和力可以通过不同的方式测量。在一些实施方案中，亲和力通过定量测定法测量。在一些此类实施方案中，结合配偶体浓度可以固定为超过配体浓度，从而模拟生理条件。可替代地或另外，在一些实施方案中，结合配偶体浓度和/或配体浓度可以变化。在一些此类实施方案中，可以在可比较的条件(例如，浓度)下将亲和力与参考进行比较。
如本文所用，术语“类似物”是指与参考物质共享一种或多种特定结构特征、元素、组分或部分的物质。通常，“类似物”显示出与参考物质的显著结构相似性，例如共享一个核心或共有结构，但在某些离散方式上也有所不同。在一些实施方案中，类似物是可以通过参考物质的化学操作由参考物质产生的物质。在一些实施方案中，类似物是可以通过执行合成过程而产生的物质，所述合成过程与产生参考物质的合成过程(例如，与其共享多个步骤)基本上相似。在一些实施方案中，类似物是或可以通过与用于产生参考物质的合成过程不同的合成过程来产生的。
如本文所用，术语“动物”是指动物界的任何成员。在一些实施方案中，“动物”是指处于任何发育阶段的人。在一些实施方案中，“动物”是指处于任何发育阶段的非人动物。在一些实施方案中，非人动物是哺乳动物(例如，啮齿动物、小鼠、大鼠、兔、猴、犬、猫、绵羊、牛、灵长类动物和/或猪)。在一些实施方案中，动物包括但不限于哺乳动物、鸟、爬行动物、两栖动物、鱼和/或蠕虫。在一些实施方案中，动物可以是转基因动物、遗传工程改造的动物和/或克隆。
如本文所用，术语“拮抗剂”是指如下化合物：其i)抑制、减小或降低靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的作用；和/或ii)抑制、减小、降低或延迟一种或多种生物学事件。拮抗剂可以是直接的(在这种情况下，其直接施加作用到其靶)或间接的(在这种情况下，其通过与其靶结合以外的其他作用施加其作用；例如，通过与靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的调节剂相互作用而施加其作用，例如从而改变靶蛋白的水平或活性)。
如本文所用，“大约”和“约”各自旨在涵盖如本领域普通技术人员将理解为适合相关上下文的正常统计变化。在某些实施方案中，除非另有说明或从上下文(例如，所述数字将超过可能值的100％)中明显看出，否则术语“大约”或“约”各自是指在任一方向上(大于或小于)落在所述值的的25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更少内的值的范围。
如果一个事件或实体的存在、水平和/或形式与另一个事件或实体相关，则两个事件或实体彼此“相关联”，如本文中使用所述术语。例如，如果特定实体(例如，多肽)的存在、水平和/或形式与疾病、病症或病状(例如，在相关群体中)的发生率和/或易感性相关，则认为所述特定实体(例如，多肽)与特定疾病、病症或病状相关联。在一些实施方案中，如果两个或更多个实体直接或间接相互作用，使得它们彼此并保持在物理上邻近，则它们在物理上彼此“相关联”。在一些实施方案中，彼此物理相关联的两个或更多个实体彼此共价连接；在一些实施方案中，两个或更多个彼此物理相关联的实体彼此不是共价连接的，而是例如通过氢键、范德华相互作用、疏水相互作用、磁性及其组合非共价相关联的。
将理解的是，本文所用的术语“结合”通常是指两个或更多个实体之间或之中的(例如，非共价或共价)缔合。“直接”结合涉及实体或部分之间的物理接触；间接结合涉及通过与一种或多种中间实体的物理接触实现的物理相互作用。通常可以在多种情况中的任一种下评估两种或更多种实体之间的结合，包括孤立地或在更复杂系统的情况下(例如，同时与载体实体共价或以其他方式结合和/或在生物系统或细胞中)研究相互作用的实体或部分。
分子X对其配偶体Y的亲和力通常可以由解离常数(KD)表示。亲和力可以通过本领域中已知的常用方法(包括本文所述的那些)测量。以下描述用于测量结合亲和力的具体说明性和示例性实施方案。如本文所用的术语“KD”旨在指特定化合物-蛋白质或复合物-蛋白质相互作用的解离平衡常数。通常，例如，当通过表面等离子体共振(SPR)技术使用呈递蛋白作为分析物并且使用化合物作为配体确定时，本发明的化合物以小于约10-6M，诸如小于大约10-7M、10-8M、10-9M或10-10M或甚至更低的解离平衡常数(KD)结合呈递蛋白。例如，当通过表面等离子体共振(SPR)技术使用靶蛋白作为分析物并且使用复合物作为配体确定时，本发明的呈递蛋白/化合物复合物以小于约10-6M，诸如小于大约10-7M、10-8M、10-9M或10-10M或甚至更低的解离平衡常数(KD)结合靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)。
如本文所用，术语“结合自由能”是指复合物的结合状态与非结合状态之间的能量差。结合自由能可以通过本领域已知的方法来确定，包括使用等式ΔG＝-RTlnK，使用实验得出的解离常数Kd。结合自由能可以使用本领域中已知的计算算法，例如分子动力学模拟、自由能微扰或蒙特卡洛协议来计算，诸如在诸如AMBER(Cornell等人，J.Am.Chem.Soc.1995,117,5179)CHARMM(Brooks等人，J.Comp.Chem.1983,4,187)或Desmond(Boowers等人，Proc.ACM/IEEE Conf.Supercomputing,2006,SCO6)的商业软件中所执行的。
如本文所用，术语“包埋表面积”是指未暴露于溶剂的蛋白质或复合物的表面积。包埋表面积可以通过本领域已知的方法，包括通过计算对溶剂的不可及性来确定。可以用1.4A的滚动探针，使用诸如PDBePISA发行版本1.48(http://www.ebi.ac.uk/pdbe/pisa/)的程序，通过计算方式计算出对溶剂的不可及性。
如本文所用，术语“细胞渗透剂”是指当添加到细胞环境中时可以进入细胞内结构域而不会杀死细胞的化合物。化合物是否为细胞渗透剂可以使用本领域已知的任何方法，例如本文所述的生物传感器方法来确定。
如本文所用，术语“特征性部分”在最广义上是指其存在(或不存在)与物质的特定特征、属性或活性的存在(或不存在)相关的物质部分。在一些实施方案中，物质的特征性部分是在所述物质中和在共享特定特征、属性或活性的相关物质中发现的，而在不共享所述特定特征、属性或活性的那些物质中未见到的部分。在某些实施方案中，特征性部分与完整物质共享至少一种功能特征。例如，在一些实施方案中，蛋白质或多肽的“特征性部分”是含有一段连续氨基酸或共同作为蛋白质或多肽的特征的连续氨基酸的集合的部分。在一些实施方案中，每个此类连续段通常含有至少2、5、10、15、20、50或更多个氨基酸。通常，物质(例如，蛋白质、抗体等)的特征性部分是除上文指明的序列和/或结构同一性之外，还与相关完整物质共享至少一种功能特征的部分。在一些实施方案中，特征性部分可以是生物学活性的。
如本文所用的，短语“特征性序列元件”是指在聚合物中(例如，在多肽或核酸中)发现的代表所述聚合物的特征性部分的序列元件。在一些实施方案中，特征性序列元件的存在与聚合物的特定活性或特性的存在或水平相关。在一些实施方案中，特征性序列元件的存在(或不存在)将特定的聚合物定义为此类聚合物的特定家族或组的成员(或不是其成员)。特征性序列元件通常包含至少两个单体(例如，氨基酸或核苷酸)。在一些实施方案中，特征性序列元件包含至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50个或更多个单体(例如，连续连接的单体)。在一些实施方案中，特征性序列元件至少包含由一个或多个间隔区域间隔开的第一段连续单体和第二段连续单体，所述间隔区域的长度在共享序列元件的聚合物上可能有变化或者可能不变。在某些实施方案中，特定的特征性序列元件可以被称为“基序”。
如本文所用，术语“clogP”是指分子或分子部分的计算的分配系数。分配系数是化合物在两个处于平衡的不可混溶相(例如，辛醇和水)的混合物中的浓度之比，并且衡量化合物的疏水性或亲水性。在本领域中可用多种用于确定clogP的方法。例如，在一些实施方案中，可以使用本领域中已知的定量结构-特性关系算法来确定clogP(例如，使用基于片段的预测方法，通过确定其非重叠分子片段的总和来预测化合物的logP)。在本领域中已知若干种用于计算clogP的算法，包括分子编辑软件诸如
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Pro,12.0.2.1092版(Camrbridgesoft,Cambridge,MA)和(ChemAxon,Budapest,Hungary)使用的那些算法。如果化合物在上述方法中的至少一种中达到阈值cLogP，则认为所述化合物已达到阈值cLogP。
如本文所用，术语“集合”是指2、5、10、102、103、104、105、106、107、108、109或更多个不同分子的组。在一些实施方案中，所述集合中至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或100％)的化合物是本文所述的化合物(例如，大环化合物)。
如本文所用，术语“组合疗法”是指受试者同时暴露于两种或更多种治疗方案(例如，两种或更多种化合物，诸如大环化合物)的那些情况。在一些实施方案中，可以同时施用两种或更多种化合物；在一些实施方案中，此类化合物可以顺序地施用；在一些实施方案中，此类化合物以重叠给药方案施用。
如本文所用，术语“可比较的”是指两种或更多种化合物、实体、情况、条件组等可以彼此不同但足够相似以允许在它们之间进行比较，从而可以基于观察到的差异或相似性合理地得出结论。在一些实施方案中，可比较的条件组、环境、个体或群体的特征在于多个基本上相同的特征和一个或少量的不同特征。本领域的普通技术人员将理解，在上下文中，在任何给定情况下，对于两种或更多种此类化合物、实体、情况、条件组等需要怎样的一致性程度来被认为是可比较的。例如，本领域的普通技术人员将理解，当环境、个体或群体的组在特征为以下时彼此是可比较的：足够数目和类型的基本上相同特征以保证得出以下合理结论：在不同组的环境、个体或群体下获得的结果或观察到的现象的差异是由那些不同特征的变化引起或指示那些不同特征的变化。
如本文所用的术语“复合物”是指通过结合相互作用(例如，非共价相互作用，诸如疏水效应相互作用、静电相互作用、范德华相互作用或π效应相互作用)结合在一起的两种或更多种化合物和/或蛋白质的组。复合物的实例是“呈递蛋白/化合物复合物”，其包含与呈递蛋白结合的本发明的化合物。
如本文所用，术语“对应于”通常用来指定感兴趣的化合物中与存在于适当参考化合物中的结构元件或部分共享一个位置(例如，在三维空间中或相对于另一元件或部分而言)的结构元件或部分。例如，在一些实施方案中，所述术语用于指聚合物中残基诸如多肽中的氨基酸残基或核酸中的核苷酸残基的位置/同一性。普通技术人员将理解，为简单起见，通常使用基于参考相关聚合物的规范编号系统来指定这种聚合物中的残基，使得第一聚合物中“对应于”参考聚合物中位置190处的残基的残基例如实际上未必是第一聚合物中的第190个残基，而是对应于参考聚合物中第190位处发现的残基；本领域的普通技术人员容易理解如何识别“对应的”氨基酸，包括通过使用一种或多种专门为聚合物序列比较设计的可商购获得的算法。
如本文所用，术语“交联基团”是指包含能够化学连接到蛋白质或其他分子上的特定官能团(例如，伯胺、巯基)的反应性官能团的基团。如本文使用的“能够与氨基酸发生化学选择性反应的部分”是指包含能够化学连接到天然或非天然氨基酸的官能团(例如，伯胺和仲胺、巯基、醇、羧基、羰基或形成三唑的官能团如叠氮化物或炔烃)的反应性官能团的部分。交联基团的实例包括巯基反应性交联基团(例如，包含马来酰亚胺、卤代乙酰基、吡啶基二硫化物、硫代磺酸盐或乙烯基砜的基团)，胺反应性交联基团(例如，包含酯诸如NHS酯、酰亚胺酯和五氟苯基酯或羟甲基膦的基团)，羧基反应性交联基团(例如，包含伯胺或仲胺、醇或硫醇的基团)，羰基反应性交联基团(例如，包含酰肼或烷氧基胺的基团)，和形成三唑的交联基团(例如，包含叠氮化物或炔烃的基团)。
如本文所用，术语“设计的”是指如下化合物：(i)其结构是人为选择的；(ii)是通过需要手动进行的工序所产生；和/或(iii)与天然物质和其他已知化合物不同。
本文所述的许多方法包括“确定”步骤。本领域的普通技术人员在阅读本说明书后将理解，这种“确定”可以利用本领域技术人员可用的多种技术中的任一种，包括例如本文明确提及的特定技术或者通过使用所述技术来完成。在一些实施方案中，确定涉及对物理样品的操纵。在一些实施方案中，确定涉及例如利用适于执行相关分析的计算机或其他处理单元对数据或信息进行考虑和/或操纵。在一些实施方案中，确定涉及接收来自来源的相关信息和/或材料。在一些实施方案中，确定涉及将样品或实体的一个或多个特征与可比较的参考进行比较。
如本文所用，术语“depsi-连接”是指酰胺键被酯键替代。
如本文所用，术语“剂型”是指施用到受试者的活性化合物(例如，治疗剂或诊断剂)的物理离散单位。每个单位含有预定量的活性剂。在一些实施方案中，这种量是适合根据给药方案施用的单位剂量(或其整个部分)，所述给药方案已被确定为在施用到相关群体时与所需或有益的结果(即，与治疗给药方案)相关。本领域的普通技术人员理解，施用到特定受试者的治疗组合物或化合物的总量由一位或多位主治医师确定，并且可以涉及多种剂型的施用。
如本文所用，术语“给药方案”是指一组单独施用到受试者的单位剂量(通常多于一个)，所述剂量通常间隔一段时间。在一些实施方案中，给定的治疗化合物具有推荐的给药方案，其可以涉及一个或多个剂量。在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，其各自彼此相隔时长相同的时期；在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，并且个别剂量相隔至少两种不同时期。在一些实施方案中，给药方案内的所有剂量都具有相同单位剂量量。在一些实施方案中，给药方案内的不同剂量具有不同量。在一些实施方案中，给药方案包括以第一剂量量施用的第一剂量，继之一种或多种以不同于所述第一剂量量的第二剂量量施用的额外剂量。在一些实施方案中，给药方案包括以第一剂量量施用的第一剂量，继之一种或多种以与第一剂量量相同的第二剂量量施用的额外剂量。在一些实施方案中，给药方案与在相关群体中施用时所需或有益的结果相关(即，是治疗给药方案)。
如本文所用，术语“吸电子基团”是指从π体系中去除电子密度的官能团。吸电子基团的实例包括但不限于卤化物(例如，氟化物、氯化物、溴化物、碘化物)、醛、酮、羧酸、酰氯、酯、酰胺、三卤化物(例如，三氟甲基、三氯甲基)、腈、磺酸酯和硝基。
如本文所用，术语“工程改造”用于描述其设计和/或产生涉及人工作用的化合物。例如，在一些实施方案中，“工程改造的”化合物通过体外化学合成来制备。在一些实施方案中，“工程改造的”化合物由相对于参考野生型细胞经遗传操作的细胞产生。在一些实施方案中，“工程改造的”化合物由培养物中的细胞产生。在一些实施方案中，“工程改造的”化合物由细胞在特别改进以增强化合物产生的培养条件下产生。在一些实施方案中，“工程改造的”化合物具有通过计算机模拟设计或选择的结构。
如本领域所理解的，如本文所用，术语“平坦表面位点”是指蛋白质结构表面上具有相对平坦特征的位点(例如，不包括面积大于
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体积大于
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且深度大于
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的明确定义的口袋或空腔的位点)。在一些实施方案中，可以通过利用本领域中已知的商业算法确定位点为平坦的，例如，如果位点不包括如通过CAST(Liang等人Prot.Sci.1998,7:1884)或Sitemap(Halgren J.Chem.Inf.Model.2009,49:377)确定的面积大于
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体积大于
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且深度大于
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的明确定义的口袋或空腔，则所述位点可以被确定为平坦的。本领域的普通技术人员熟悉平坦的概念，并且还知道其与“可成药性”的关系。在一些实施方案中，如果蛋白质如本文所定义是不可成药的，例如使用程序
Figure BDA0002302536010000688
确定为不可成药的，则认为所述蛋白质具有平坦的表面位点。
如本文所用，术语“疏水性残基”是指亲水指数值等于或大于脯氨酸的氨基酸。疏水性残基的实例是缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、丙氨酸、甘氨酸和半胱氨酸。
如本文所用，术语“疏水性表面位点”是指包含至少30％疏水性残基的蛋白质结构表面上的位点)。
如本文所用，术语“同一性”是指聚合物分子之间，例如核酸分子(例如，DNA分子和/或RNA分子)之间和/或多肽分子之间的整体相关性。计算两个核酸序列的同一性百分比例如出于最优比较目的可以通过比对两个序列来执行(例如，为了最优比对，可以在第一核酸序列和第二核酸序列中的一个或两个中引入间隙并且出于比较目的可以忽略不同的序列)。在某些实施方案中，出于比较目的而比对的序列的长度为参考序列长度的至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或基本上100％。然后比较对应核苷酸位置处的核苷酸。当第一序列中的位置被与第二序列中的对应位置相同核苷酸占据时，那么在此位置的分子是相同的。两个序列之间的同一性百分比随着由序列共享的相同位置的数目而变化，考虑到为了最优比对两个序列而需要引入的间隙的数目和每个间隙的长度。两个序列之间的序列比较和同一性百分比确定可以使用数学算法来完成。例如，两个核苷酸序列之间的同一性百分比可以使用Meyers和Miller(CABIOS,1989,4:11-17)的算法确定，所述算法已使用PAM120加权残基表、间隙长度罚分12和间隙罚分4并入ALIGN程序(2.0版)。两个核苷酸序列之间的同一性百分比可替代地使用GCG软件包中的GAP程序使用NWSgapdna.CMP矩阵来确定。
如本文所用，术语“分离的”是指在最初产生(无论在自然界中和/或在实验环境中)时已经(1)与其相关联的至少一些组分分离和/或(2)通过人工设计、产生、制备和/或制造的物质和/或实体。分离的物质和/或实体可以与约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或大于约99％的与其初始相关联的其他组分分离。在一些实施方案中，分离的化合物是约80％、约85％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或大于约99％纯的。如本文所用，如果物质基本上不含其他组分，则它为“纯的”。在一些实施方案中，如本领域技术人员将理解的，在与某些其他组分例如像一种或多种载体或赋形剂(例如，缓冲剂、溶剂、水等)组合后，物质仍可以被认为是“分离的”或甚至“纯的”；在此类实施方案中，在不包含此类载体或赋形剂的情况下，计算物质的分离百分比或纯度。在一些实施方案中，分离涉及或需要破坏共价键(例如，从较长的多肽中分离多肽结构域和/或从较长的寡核苷酸或核酸中分离核苷酸序列元件)。
如本文所用，术语“离去基团”是指在杂合键裂解中与一对电子分开的分子片段。离去基团的实例包括但不限于卤化物(例如，氟化物、氯化物、溴化物、碘化物)、羧酸酯、甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、全氟烷基磺酸酯(例如，三氟甲磺酸酯)、硝酸酯和磷酸酯。
如本文所用的术语“大环化合物”是指含有具有九个或更多个环原子的环的小分子化合物。大环化合物包括大环内酯类，即一组含有大环内酯的小分子，诸如红霉素、雷帕霉素和FK506。在一些实施方案中，大环化合物是如下小分子：其中小分子中大于25％(例如，大于30％、大于35％、大于40％、大于45％)的非氢原子包含在单环或稠合环结构中。在一些实施方案中，大环化合物不是Benjamin等人，Nat.Rev.Drug.Discov.2011,10(11),868-880或Sweeney,Z.K.等人，J.Med.Chem.2014，印刷前电子版中描述的化合物，其结构以引用的方式并入。
如本文所用的术语“靶蛋白相互作用部分”是指当化合物与呈递蛋白形成复合物时，与靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)特异性结合的一组环原子及与其连接的部分(例如，环原子的20个原子内的原子，诸如环原子的15个原子内的原子、环原子的10个原子内的原子、环原子的5个原子内的原子)。
术语“调节剂”用于指以下实体；其在观察到感兴趣的活性的系统中的存在或水平与所述活性的水平和/或性质与在不存在调节剂时在另外可比较的条件下观察到的活性的水平和/或性质相比的变化相关。在一些实施方案中，调节剂是活化剂，因为与在不存在调节剂时在另外可比较的条件下观察到的活性相比，调节剂存在时活性增加。在一些实施方案中，调节剂是拮抗剂或抑制剂，因为与在不存在调节剂时另外可比较的条件相比，调节剂存在时活性降低。在一些实施方案中，调节剂直接与活性感兴趣的靶实体相互作用。在一些实施方案中，调节剂与活性感兴趣的靶实体间接相互作用(即，直接与中间体化合物相互作用，所述中间体化合物与靶实体相互作用)。在一些实施方案中，调节剂影响感兴趣的靶实体的水平，可替代地或另外，在一些实施方案中，调节剂影响感兴趣的靶实体的活性，而不影响靶实体的水平。在一些实施方案中，调节剂影响感兴趣的靶实体的水平和活性，因此观察到的活性差异不能完全由观察到的水平差异解释或与其相对应。在一些实施方案中，调节剂是变构调节剂，诸如变构激动剂。
如本文所用，“参与结合”的原子是在它们结合的实体的
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内或连接到具有它们结合的实体的的原子。
如本文所用，术语“药物组合物”是指与一种或多种药学上可接受的载体一起配制的活性化合物。在一些实施方案中，活性化合物以适合于在治疗方案中施用的单位剂量量存在，当向相关群体施用时，所述治疗方案显示出实现预定治疗效果的统计学上显著的概率。在一些实施方案中，药物组合物可以被特别配制成以固体或液体形式施用，所述形式包括适合于以下的那些：口服施用，例如灌服剂(水性或非水性溶液或混悬液)、片剂(例如以经颊、舌下和全身性吸收为目标的那些)、大丸剂、粉剂、颗粒剂、用于向舌施加的糊剂；胃肠外施用，例如通过以例如无菌溶液或混悬液、或持续释放制剂形式进行皮下、肌肉内、静脉内或硬膜外注射；局部施加，例如以霜剂、软膏剂或控制释放贴片或向皮肤、肺或口腔施加的喷雾剂形式；阴道内或直肠内，例如以子宫托、霜剂或泡沫形式；舌下；经眼；经皮；或经鼻、经肺以及向其他粘膜表面施用。
如本文所用的“药学上可接受的赋形剂”是指在受试者中具有无毒和非炎性特性的任何非活性成分(例如，能够悬浮或溶解活性化合物的媒介物)。典型的赋形剂包括例如：抗粘附剂、抗氧化剂、粘结剂、包衣剂、压缩助剂、崩解剂、染料(着色剂)、润肤剂、乳化剂、填充剂(稀释剂)、成膜剂或包衣剂、调味剂、香料、助流剂(流动增强剂)、润滑剂、防腐剂、印刷油墨、吸附剂、悬浮剂或分散剂、甜味剂或水合水。赋形剂包括但不限于：丁基化羟基甲苯(BHT)、碳酸钙、磷酸钙(二元)、硬脂酸钙、交联羧甲基纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸、交聚维酮、半胱氨酸、乙基纤维素、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乳糖、硬脂酸镁、麦芽糖醇、甘露醇、甲硫氨酸、甲基纤维素、对羟基苯甲酸甲酯、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚维酮、预胶化淀粉、对羟基苯甲酸丙酯、棕榈酸视黄酯、虫胶、二氧化硅、羧甲基纤维素钠、柠檬酸钠、淀粉乙醇酸钠、山梨糖醇、淀粉(玉米)、硬脂酸、硬脂酸、蔗糖、滑石粉、二氧化钛、维生素A、维生素E、维生素C和木糖醇。本领域的普通技术人员熟悉可用作赋形剂的多种试剂和材料。
如本文所用的术语“药学上可接受的盐”是指在合理的医学判断范围内适合用于与人和动物的组织接触而没有过度毒性、刺激性、过敏反应等且与合理的利益/风险比相称的在此所述的化合物的那些盐。药学上可接受的盐在本领域中是熟知的。例如，药学上可接受的盐描述于：Berge等人,J.Pharmaceutical Sciences 66:1-19,1977和PharmaceuticalSalts:Properties,Selection,and Use,(P.H.Stahl和C.G.Wermuth编),Wiley-VCH,2008中。所述盐可以在本文所述化合物的最终分离和纯化期间原位制备，或者通过使游离碱基团与合适的有机酸反应而单独制备。
本发明的化合物可以具有可电离的基团，从而能够制备为药学上可接受的盐。这些盐可以是涉及无机或有机酸的酸加成盐，或者在酸性形式的本发明化合物的情况下，所述盐可以由无机或有机碱制备。通常，将化合物制备为或用作制备为药学上可接受的酸或碱的加成产物的药学上可接受的盐。合适的药学上可接受的酸和碱在本领域中是熟知的，诸如盐酸、硫酸、氢溴酸、乙酸、乳酸、柠檬酸或酒石酸，用于形成酸加成盐，以及氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、咖啡因、各种胺等，用于形成碱性盐。适当的盐的制备方法在本领域中确立已久。
代表性的酸加成盐包括乙酸盐、己二酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐等。代表性的碱金属或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁等，以及无毒铵、季铵和胺阳离子，包括但不限于铵、四甲基铵、四乙基铵、甲胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、乙胺等。
术语“极性表面积”是指分子或分子部分的所有极性原子(包括其连接的氢)上的表面总和。极性表面积是使用诸如
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Pro，12.0.2.1092版(Cambridgesoft,Cambridge,MA)的程序通过计算确定的。
术语“呈递蛋白”是指与小分子结合形成复合物的蛋白质，所述复合物与靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)结合并调节所述靶蛋白的活性。在一些实施方案中，呈递蛋白是相对丰富的蛋白质(例如，呈递蛋白足够丰富，因此参与三方复合物基本上不影响呈递蛋白在细胞中的生物学作用和/或细胞的生存力或其他属性)。在某些实施方案中，呈递蛋白是在细胞内具有伴侣蛋白活性的蛋白质。在一些实施方案中，呈递蛋白是在细胞内具有多个天然相互作用配偶体的蛋白质。在某些实施方案中，呈递蛋白是已知结合小分子以形成二元复合物的一种呈递蛋白，已知或怀疑所述二元复合物与靶蛋白结合并调节其生物学活性。
术语“呈递蛋白结合部分”是指一组环原子及其所连接的部分(例如，环原子的20个原子内的原子，诸如环原子的15个原子内的原子、环原子的10个原子内的原子、环原子的5个原子内的原子)，所述连接部分参与与呈递蛋白的结合，使得所述化合物例如以小于10μM(例如，小于5μM、小于1μM、小于500nM、小于200nM、小于100nM、小于75nM、小于50nM、小于25nM、小于10nM)的KD特异性结合所述呈递蛋白，或者例如以小于1μM(例如，小于0.5μM、小于0.1μM、小于0.05μM、小于0.01μM)的IC50抑制呈递蛋白的肽基-脯氨酰异构酶活性。将理解的是，呈递蛋白结合部分未必涵盖化合物中与呈递蛋白相互作用的全部原子。还应理解，呈递蛋白结合部分的一个或多个原子可以在靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)内。
术语“纯”是指基本上纯的或不含不想要的组分(例如，细胞裂解液的其他化合物和/或其他组分)、材料污染、掺混或瑕疵。
术语“参考”在本文中经常用于描述标准或对照化合物、个体、群体、样品、序列或值，与之进行比较的是感兴趣的化合物、个体、群体、样品、序列或值。在一些实施方案中，与感兴趣的化合物、个体、群体、样品、序列或值的测试或确定基本上同时测试和/或确定参考化合物、个体、群体、样品、序列或值。在一些实施方案中，参考化合物、个体、群体、样品、序列或值是任选地在有形介质中体现的历史参考。通常，如本领域技术人员将理解的，在与用于确定或表征感兴趣的化合物、个体、群体、样品、序列或值的条件相当的条件下确定或表征参考化合物、个体、群体、样品、序列或值。
术语“环原子”是指构成环的最内部的环状化合物的原子。例如，使用所述方法，FK506具有21个环原子，并且雷帕霉素具有29个环原子。
术语“天然存在的蛋白质-蛋白质相互作用的位点”是指蛋白质结构表面上包含参与蛋白质与蛋白质自然环境中的另一种蛋白质之间的结合的原子的位置。
术语“小分子”意指低分子量的有机和/或无机化合物。通常，“小分子”是大小上小于约5千道尔顿(kD)的分子。在一些实施方案中，小分子小于约4kD、3kD、约2kD或约1kD。在一些实施方案中，所述小分子小于约800道尔顿(D)、约600D、约500D、约400D、约300D、约200D或约100D。在一些实施方案中，小分子小于约2000g/mol、小于约1500g/mol、小于约1000g/mol、小于约800g/mol或小于约500g/mol。在一些实施方案中，小分子不是聚合物。在一些实施方案中，小分子不包含聚合物部分。在一些实施方案中，小分子不是蛋白质或多肽(例如，不是寡肽或肽)。在一些实施方案中，小分子不是多核苷酸(例如，不是寡核苷酸)。在一些实施方案中，小分子不是多糖。在一些实施方案中，小分子不包含多糖(例如，不是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等)。在一些实施方案中，小分子不是脂质。在一些实施方案中，小分子是调节化合物。在一些实施方案中，小分子具有生物学活性。在一些实施方案中，小分子是可检测的(例如，包含至少一个可检测的部分)。在一些实施方案中，小分子是治疗剂。
阅读本公开的本领域的普通技术人员将理解，可以多种形式中的任一种诸如盐形式、受保护形式、前药形式、酯形式、异构形式(例如，光学和/或结构异构体)、同位素形式等提供和/或利用本文所述的某些小分子化合物。在一些实施方案中，对特定化合物的提及可以涉及特定形式的所述化合物。在一些实施方案中，对特定化合物的提及可以涉及任何形式的所述化合物。在一些实施方案中，在化合物是存在于自然界中或在自然界中发现的化合物时，根据本发明可以不同于存在于自然界中或在自然界中发现的形式的形式提供和/或利用所述化合物。本领域的普通技术人员将理解，与化合物的参考制剂或来源(例如，天然来源)相比，包含不同水平、量或比率的一种或多种个体形式的化合物制剂可以被认为是不同形式的如本文所述的化合物。因此，在一些实施方案中，例如，化合物的单一立体异构体的制剂可以被认为是与化合物的外消旋混合物不同形式的化合物；化合物的特定盐可以被认为是与化合物的另一种盐形式不同的形式；包含一种双键构象异构体((Z)或(E))的制剂可以被认为是与包含另一双键构象异构体((E)或(Z))的制剂不同的形式；其中一个或多个原子是与参考制剂中存在的原子不同的同位素的制剂可以被认为是不同形式，等等。
如本文所用，术语“特异性结合”或“对于……特异性”或“对……特异性”是指结合剂与靶实体之间的相互作用。如本领域的普通技术人员将理解的，如果在存在替代性相互作用的情况下是有利的，则认为相互作用是“特异性的”，例如，以小于10μM(例如，小于5μM、小于1μM、小于500nM、小于200nM、小于100nM、小于75nM、小于50nM、小于25nM、小于10nM)的KD下的结合。在许多实施方案中，特异性相互作用取决于靶实体的特定结构特征(例如，表位、裂口、结合位点)的存在。应理解，特异性不必是绝对的。在一些实施方案中，可以相对于结合剂对一种或多种其他潜在靶实体(例如，竞争者)的特异性来评价特异性。在一些实施方案中，相对于参考特异性结合剂的特异性来评价特异性。在一些实施方案中，相对于参考非特异性结合剂的特异性来评价特异性。
当参考具有活性的化合物使用时，术语“特异性”被本领域技术人员理解为意指所述化合物区分潜在的靶实体或状态。例如，在一些实施方案中，如果化合物在存在一种或多种竞争性替代靶的情况下优先与它的靶结合，则称所述化合物“特异性地”与所述靶结合。在许多实施方案中，特异性相互作用取决于靶实体的特定结构特征(例如，表位、裂口、结合位点)的存在。应理解，特异性不必是绝对的。在一些实施方案中，可以相对于结合剂对一种或多种其他潜在靶实体(例如，竞争者)的特异性来评价特异性。在一些实施方案中，相对于参考特异性结合剂的特异性来评价特异性。在一些实施方案中，相对于参考非特异性结合剂的特异性来评价特异性。在一些实施方案中，所述试剂或实体在与其靶实体结合的条件下不与竞争性替代靶可检测地结合。在一些实施方案中，与一种或多种竞争性替代靶相比，结合剂以更高的结合速率、更低的解离速率、增加的亲和力、减少的解离和/或增加的稳定性与其靶实体结合。
术语“结构组织”是指原子和分子键的平均三维构造。“基本上不变的结构组织”意指两个比对的结构的均方根偏差(RMSD)小于1。可以例如通过使用PyMOL 1.7rc1版(
Figure BDA0002302536010000771
LLC)中的比对命令来计算RMSD。可替代地，可以使用来自算法LigAlign(J.Mol.Graphics and Modelling 2010,29,93-101)的ExecutiveRMS参数计算RMSD。
术语“基本上”是指表现出感兴趣的特征或特性的全部或几乎全部范围或程度的定性条件。生物领域的普通技术人员将理解的是，生物现象和化学现象很少(如果曾发生)达到完全和/或进行至完全或者达到或避免绝对的结果。因此，术语“基本上”在本文中用于获得在许多生物现象和化学现象中固有的潜在完全性缺乏。
本文所用的术语与特定蛋白质“基本上不结合”可以例如通过对靶具有10-4M或更大，可替代地10-5M或更大，可替代地10-6M或更大，可替代地10-7M或更大，可替代地10-8M或更大，可替代地10-9M或更大，可替代地10-10M或更大，可替代地10-11M或更大，可替代地10-12M或更大的KD，或在10-4M至10-12M，或10-6M至10-10M，或10-7M至10-9M的范围内的KD的分子或分子部分来表现。
术语“基本结构相似性”是指共有结构特征的存在，诸如在特定位置处特定氨基酸的存在和/或同一性(参见“共享序列同源性”和“共享序列同一性”的定义)。在一些实施方案中，术语“基本结构相似性”是指结构元件(例如：环、片、螺旋、H键供体、H键受体、糖基化模式、盐桥和二硫键)的存在和/或同一性。在一些一些实施方案中，术语“基本结构相似性”是指原子或部分相对于彼此的三维布置和/或取向(例如：感兴趣的试剂与参考试剂之间或它们之间的距离和/或角度)。
术语“靶蛋白”是指不是mTOR或钙调磷酸酶的蛋白，其与如本文所述的小分子/呈递蛋白/化合物复合物结合，但基本上不与小分子或呈递蛋白单独结合。在一些实施方案中，小分子/呈递蛋白/化合物复合物基本上不与mTOR或钙调磷酸酶结合。在一些实施方案中，靶蛋白参与与疾病、病症或病状相关联的生物学途径。在一些实施方案中，靶蛋白是天然存在的蛋白质；在一些此类实施方案中，靶蛋白天然存在于某些哺乳动物细胞(例如，哺乳动物靶蛋白)、真菌细胞(例如，真菌靶蛋白)、细菌细胞(例如，细菌靶蛋白)或植物细胞(例如，植物靶蛋白)中。在一些实施方案中，靶蛋白的特征在于与一种或多种天然呈递蛋白/天然小分子复合物的天然相互作用。在一些实施方案中，靶蛋白的特征在于与多种不同的天然呈递蛋白/天然小分子复合物的天然相互作用；在一些此类实施方案中，一些或所有复合物利用相同的呈递蛋白(和不同的小分子)。在一些实施方案中，靶蛋白基本上不结合环孢霉素、雷帕霉素或FK506与呈递蛋白(例如，FKBP)的复合物。靶蛋白可以是天然存在的，例如野生型。可替代地，靶蛋白可以不同于野生型蛋白，但仍保留生物学功能，例如作为等位基因变体、剪接突变体或生物学活性片段。示例性哺乳动物靶蛋白是GTP酶、GTP酶活化蛋白、鸟嘌呤核苷酸交换因子、热激蛋白、离子通道、卷曲螺旋蛋白、激酶、磷酸酶、泛素连接酶、转录因子、染色质改性剂/重塑剂、具有经典蛋白-蛋白相互作用结构域和基序的蛋白质，或参与与疾病、病症或病状相关联的生物途径的任何其他蛋白质。
术语“靶蛋白相互作用部分”是指一组环原子及其所连接的部分(例如，环原子的20个原子内的原子，诸如环原子的15个原子内的原子、环原子的10个原子内的原子、环原子的5个原子内的原子)，在化合物与呈递蛋白形成复合物时，其参与与靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的结合。将理解的是，靶蛋白相互作用部分未必涵盖化合物中与靶蛋白相互作用的全部原子。还将理解的是，呈递蛋白结合部分的一个或多个原子也可以存在于靶蛋白相互作用部分中。
“治疗方案”是指其在相关群体中的施用与所需或有益的治疗结果相关的给药方案。
术语“治疗有效量”意指当根据治疗给药方案施用到患有或易患疾病、病症和/或病状的群体时足以治疗所述疾病、病症和/或病状的量。在一些实施方案中，治疗有效量是降低疾病、病症和/或病状的一种或多种症状的发生率和/或严重性和/或延迟其发作的量。本领域的普通技术人员将理解，术语“治疗有效量”实际上并不要求在特定个体中实现成功的治疗。相反，治疗有效量可以是当施用到需要这种治疗的患者时，在显著数量的受试者中提供特定所需的药理学反应的量。特别要理解的是，特定的受试者实际上对“治疗有效量”可能是“难治的”。仅举一个例子，难治性受试者的生物利用度可能较低，从而无法获得临床疗效。在一些实施方案中，对治疗有效量的提及可以是指如在一种或多种特定组织(例如，受疾病、病症或病状影响的组织)或液体(例如，血液、唾液、血清、汗液、眼泪、尿液等)中测量的量。本领域的普通技术人员将理解，在一些实施方案中，可以单剂量配制和/或施用治疗有效量。在一些实施方案中，治疗有效量可以例如作为给药方案的一部分以多个剂量配制和/或施用。
术语“传统结合口袋”是指蛋白质结构上具有与其活性已被一种或多种小分子调节的蛋白质相当的物理化学和/或几何特性的空腔或口袋。在一些实施方案中，传统结合口袋是体积大于1000A3的轮廓分明的口袋。本领域普通技术人员熟悉传统结合口袋的概念，并且还知道其与“可成药性”的关系。在某些实施方案中，如本文所定义，如果蛋白质是不可成药的，则认为其不具有传统结合口袋。
术语“治疗(treatment)”(还有“治疗(treat)”和“治疗(treating)”)在广义上是指对某种物质(例如，提供的组合物)的任何施用部分地或完全地减轻、改善、缓解、抑制、延迟特定疾病、病症和/或病状的发作，降低其严重性和/或减少其一种或多种症状、特征和/或病因的发生。在一些实施方案中，可以向未表现出相关疾病、病症和/或病状的体征的受试者和/或仅表现出疾病、病症和/或病状的早期体征的受试者施用这种治疗。可替代地或另外，在一些实施方案中，可以向表现出相关疾病、病症和/或病状的一种或多种确立体征的受试者施用治疗。在一些实施方案中，治疗可以针对已经诊断为患有相关疾病、病症和/或疾状的受试者进行。在一些实施方案中，治疗可以针对已知具有与患上相关疾病、病症和/或疾状的风险增加统计相关的一个或多个易感性因素的受试者进行。
术语“不可成药的靶”是指不是已知被药物靶向和/或不具备适合于与小分子高亲和力结合的结合位点的蛋白质家族的成员的蛋白质。确定靶蛋白是否不可成药的方法是本领域已知的。例如，可以使用基于结构的算法，诸如程序
Figure BDA0002302536010000801
(Universitat Hamburg,Hamburg,Germany)所使用的算法来确定靶蛋白是否是不可成药的，所述算法基于针对结合蛋白质上的口袋而计算的参数(包括体积、表面积、亲脂性表面积、深度和/或疏水性比率)来评估可成药性。
如本文所用，术语“范德华相互作用”是指不是由于共价键、静电相互作用或氢键引起的原子之间的吸引力或排斥力。
术语“变体”是指显示出与参考实体的显著结构同一性但与参考实体相比在一个或多个化学部分的存在或水平上与参考实体在结构上不同的实体。在许多实施方案中，变体在功能上也与其参考实体不同。通常，是否将特定实体适当地认为是参考实体的“变体”是基于其与参考实体的结构同一性的程度。如本领域技术人员将理解的，任何生物学或化学参考实体都具有某些特征性结构元件。根据定义，变体是共享一个或多个此类特征性结构元件的独特化学实体。仅举几个例子，小分子可以具有特征性核心结构元件(例如，大环核心)和/或一个或多个特征性侧基部分，使得所述小分子的变体是共享核心结构元件和特征性侧基部分但在其他侧基部分和/或核心内存在的键类型(单键对双键，E对Z等)方面不同的小分子变体，多肽可以具有由多个具有在线性或三维空间中相对于彼此指定的位置和/或贡献特定生物学功能的氨基酸构成的特征性序列元件，核酸可以具有由多个具有在线性或三维空间中相对于彼此指定的位置的核苷酸残基构成的特征性序列元件。例如，变体多肽可以由于氨基酸序列中的一个或多个差异和/或共价连接到多肽骨架的化学部分(例如，碳水化合物、脂质等)的一个或多个差异而与参考多肽不同。在一些实施方案中，变体多肽显示与参考多肽的总体序列同一性为至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或99％。可替代地或另外，在一些实施方案中，变体多肽不与参考多肽共享至少一个特征性序列元件。在一些实施方案中，参考多肽具有一种或多种生物学活性。在一些实施方案中，变体多肽共享参考多肽的一种或多种生物学活性。在一些实施方案中，变体多肽缺乏参考多肽的一种或多种生物学活性。在一些实施方案中，变体多肽显示与参考多肽相比降低水平的一种或多种生物学活性。在许多实施方案中，如果感兴趣的多肽具有与亲本的氨基酸序列相同但在特定位置具有少量序列改变的氨基酸序列，则将所述感兴趣的多肽认为是亲本或参考多肽的“变体”。通常，与亲本相比，变体中少于20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％的残基被取代。在一些实施方案中，与亲本相比，变体具有10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个取代的残基。通常，变体具有很少量的(例如，少于5、4、3、2或1个)取代的功能残基(即，参与特定生物学活性的残基)。此外，与亲本相比，变体通常具有不超过5、4、3、2或1个添加或缺失，并且通常不具有添加或缺失。此外，任何添加或缺失通常少于约25、约20、约19、约18、约17、约16、约15、约14、约13、约10、约9、约8、约7、约6个残基，并且通常少于约5、约4、约3或约2个残基。在一些实施方案中，亲本或参考多肽是自然界中发现的亲本或参考多肽。如本领域的普通技术人员将理解的，在自然界中通常可以发现感兴趣的特定多肽的多种变体。
术语“野生型”是指具有如自然界中发现的处于“正常”(与突变体、患病、改变等相反)状态或背景下的结构和/或活性的实体。本领域的普通技术人员将理解，野生型基因和多肽通常以多种不同形式(例如，等位基因)存在。
附图说明
图1是本发明的示例性化合物的表。
图2是本发明的示例性化合物的表。
具体实施方式
小分子在靶向能力方面受到限制，因为它们与靶的相互作用是由粘附力驱动的，粘附力的强度大致与接触表面积成正比。由于其尺寸小，小分子累积足够的分子间接触表面积以有效地与靶蛋白相互作用的唯一方法是被所述蛋白完全吞噬。实际上，大量的实验和计算数据都支持如下观点：只有那些表面具有疏水性“口袋”的蛋白质才能够结合小分子。在那些情况下，吞噬使结合成为可能。
大自然已经发展出一种策略，允许小分子在疏水性口袋以外的位点与靶蛋白相互作用。所述策略由天然存在的免疫抑制药物环孢霉素A、雷帕霉素和FK506举例说明。这些药物的生物学活性涉及形成小分子与小分子呈递蛋白的高亲和力复合物。小分子和呈递蛋白的复合表面结合靶。因此，例如，在环孢霉素A与亲环蛋白A之间形成的二元复合物以高亲和力和特异性靶向钙调磷酸酶，但是环孢霉素A或亲环蛋白A都不单独地以可测量的亲和力结合钙调磷酸酶。
许多重要的治疗靶通过与其他蛋白质复合发挥其功能。在许多这些系统中，蛋白质/蛋白质相互作用表面含有由宽极性残基环包围的疏水性侧链的内核。疏水性残基贡献几乎所有能量上有利的接触，因此所述簇已被指定为参与蛋白质-蛋白质相互作用的“热点”。重要地，在天然存在的小分子与小呈递蛋白的上述复合物中，所述小分子提供类似于热点的疏水官能团簇，并且所述蛋白质提供大部分极性残基的环。换言之，提出的小分子体系模仿天然蛋白质/蛋白质相互作用体系中广泛采用的表面结构。
大自然已经表明通过进化的多样性重新编程所提出的小分子(便携式热点)的靶特异性的能力。在最佳表征的实例中，在FK506结合蛋白(FKBP)与FK506靶钙调磷酸酶之间形成复合物。然而，FKBP也可以与相关分子雷帕霉素形成复合物，并且所述复合物与完全不同的靶TorC1相互作用。迄今为止，尚未开发出重新编程呈递蛋白/配体界面的结合和调节其能力，使得它们可以与先前认为不可成药的其他靶蛋白相互作用并对其进行调节的方法。
此外，已经确定一些药物候选物失败的原因是它们调节预期靶和其他非预期蛋白质两者的活性。当靶蛋白的药物结合位点与非靶蛋白中的结合位点相似时，这个问题尤其令人生畏。一种这种实例是其ATP结合口袋在结构上类似于非靶胰岛素受体(IR)的结合口袋的胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)。设计成靶向IGF-1R的小分子开发候选物通常具有还调节胰岛素受体的不可接受的副作用。然而，在ATP结合口袋周围的区域中，这两种蛋白质之间确实存在结构差异。尽管有这样的知识，但迄今为止尚无方法可利用这些不同并开发出相对于IR而言对IGF-1R具有特异性的药物。
本发明的特征在于能够例如通过与呈递蛋白(例如，FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1)和靶蛋白结合来调节生物学过程的化合物(例如，大环化合物)。在一些实施方案中，靶蛋白和/或呈递蛋白是细胞内蛋白。在一些实施方案中，靶蛋白和/或呈递蛋白是哺乳动物蛋白。在一些实施方案中，提供的化合物参与例如哺乳动物细胞的细胞内部的三方呈递蛋白/化合物/靶蛋白复合物。在一些实施方案中，提供的化合物可以用于治疗疾病和病症，诸如癌症、炎症或感染。
化合物
本发明的特征在于能够例如通过与呈递蛋白(例如，FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1)和靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)结合来调节生物学过程的化合物(例如，大环化合物)。简而言之，这些化合物结合内源性细胞内呈递蛋白，诸如FKBP，并且所得二元复合物选择性地结合并调节细胞内靶蛋白的活性。不希望受任何特定理论的束缚，我们提出在呈递蛋白、化合物和靶蛋白之间形成三方复合物是由蛋白质-化合物相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用共同驱动的，并且两者都是调节(例如，正或负调节)靶蛋白的活性所必需的。在一些实施方案中，本发明的化合物“重编程”呈递蛋白与蛋白靶的结合，所述蛋白靶并未与呈递蛋白正常结合或具有在存在所述化合物时大大增强从而产生调节(例如，正或负调节)这些新靶的活性的能力的结合。
如本文所述，本发明的化合物包含呈递蛋白结合部分和靶蛋白相互作用部分。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分和靶蛋白相互作用部分是环结构的分离部分，例如，它们不重叠。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分和靶蛋白相互作用部分通过一侧或两侧上的接头彼此连接。
在一些实施方案中，如本文所述，在不形成复合物的情况下，本发明的化合物基本上不结合靶蛋白。在一些实施方案中，如本文所述，本发明的化合物与呈递蛋白的复合物以在不形成复合物的情况下所述化合物与靶蛋白的亲和力至少5倍大(至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍)的亲和力结合靶蛋白。在某些实施方案中，在不与呈递蛋白形成复合物的情况下，本发明的化合物基本上不调节靶蛋白的活性。例如，在一些实施方案中，本发明的化合物以大于10μM(例如，大于20μM、大于50μM、大于100μM、大于500μM)的IC50抑制靶蛋白的活性。可替代地，本发明的化合物以大于10μM(例如，大于20μM、大于50μM、大于100μM、大于500μM)的AC50增强靶蛋白的活性。在某些实施方案中，化合物与呈递蛋白的复合物的活性为单独化合物的至少5倍(即，IC50或AC50为5倍低)。
本发明的化合物(例如，大环化合物)通常强烈地结合呈递蛋白。例如，在一些实施方案中，本发明的化合物(例如，大环化合物)以小于10μM(例如，小于5μM、小于1μM、小于500nM、小于200nM、小于100nM、小于75nM、小于50nM、小于25nM、小于10nM)的KD结合呈递蛋白，或者例如以小于1μM(例如，小于0.5μM、小于0.1μM、小于0.05μM、小于0.01μM)的IC50抑制呈递蛋白的肽基-脯氨酰异构酶活性。
在一些实施方案中，本发明包括具有根据如本文所述的式XIV至XVIII的结构的化合物：
Figure BDA0002302536010000861
在某些实施方案中，化合物具有图1或图2中任何化合物的结构。
在一些实施方案中，化合物是天然化合物(例如，由未遗传修饰的细菌菌株合成)。在一些实施方案中，化合物是天然化合物的变体(例如，半合成化合物)。在一些实施方案中，变体与参考天然化合物共享环大小。在一些实施方案中，变体与参考天然化合物仅在一个或多个取代基的同一性上有所不同(例如，对于至少一个位置，所述变体具有与在适当参考化合物中的对应位置处发现的取代基或取代基组不同的取代基或取代基组)。
在一些实施方案中，本发明的化合物(例如，本发明的大环化合物)包含12至40个环原子(例如，12至20个环原子、14至20个环原子、17至25个环原子、21至26个环原子、20至30个环原子、25至35个环原子、30至40个环原子)。在一些实施方案中，此类化合物包含19个环原子。在一些实施方案中，此类化合物具有偶数个环原子。在某些实施方案中，单环或稠环体系中包含所述化合物中至少25％(例如，至少30％、至少35％、至少40％、至少45％)的原子。
在一些实施方案中，本发明的化合物包含环(例如，大环)，所述环的环原子选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硅原子及其组合组成的组；在一些实施方案中，所述化合物中的所有环原子均选自所述组。在一些实施方案中，本发明的化合物包含环(例如，大环)，所述环的环原子仅选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及其组合组成的组；在一些实施方案中，所述化合物中的所有环原子仅选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及其组合组成的组。
在某些实施方案中，本发明提供的化合物(例如，大环化合物)中的环键包括酮、酯、酰胺、醚、硫酯、脲、脒或烃。
在一些实施方案中，提供的化合物不是肽。在某些实施方案中，提供的化合物包含一个或多个氨基酸残基。在一些实施方案中，提供的化合物仅包含氨基酸残基。
在一些实施方案中，本发明化合物的分子量在400道尔顿与2000道尔顿之间(例如，400至600道尔顿、500至700道尔顿、600至800道尔顿、700至900道尔顿、800至1000道尔顿、900至1100道尔顿、1000至1200道尔顿、1100至1300道尔顿、1200至1400道尔顿、1300至1500道尔顿、1400至1600道尔顿、1500至1700道尔顿、1600至1800道尔顿、1700至1900道尔顿、1800至2000道尔顿、400至1000道尔顿、1000-2000道尔顿)。在一些实施方案中，本发明化合物的分子量小于2000道尔顿(例如，小于500道尔顿、小于600道尔顿、小于700道尔顿、小于800道尔顿、小于900道尔顿、小于1000道尔顿、小于1100道尔顿、小于1200道尔顿、小于1300道尔顿、小于1400道尔顿、小于1500道尔顿、小于1600道尔顿、小于1700道尔顿、小于1800道尔顿、小于1900道尔顿)。
在某些实施方案中，分子提供的化合物是疏水性的。例如，在一些实施方案中，化合物的cLogP等于或大于2(例如，等于或大于2.5、等于或大于3.0、等于或大于3.5、等于或大于4、等于或大于4.5、等于或大于5、等于或大于5.5、等于或大于6、等于或大于6.5、等于或大于7)。可替代地，在一些实施方案中，化合物的cLogP在2与7之间(例如，在2与4之间、在3.5与4.5之间、在4与5之间、在4.5与5.5之间、在5与6之间、在5.5与6.5之间、在6与7之间、在4与7之间、在4与6之间、在4与5.5之间)。提供的化合物还可以通过在水中具有低溶解度而表征为疏水性的。例如，在一些实施方案中，化合物在水中的溶解度大于1μM(例如，大于1μM、大于2μM、大于5μM、大于10μM、大于20μM、大于30μM、大于40μM、大于50μM、大于75μM、大于100μM)。可替代地，在一些实施方案中，化合物在水中的溶解度在1-100μM之间(例如，1-10μM、5-10μM、5-20μM、10-50μM、5-50μM、20-100μM)。
在一些实施方案中，本发明的化合物是细胞渗透剂(例如，它们能够进入细胞的细胞内结构域而不杀死细胞和/或当它们与细胞外环境接触时，能够进入细胞间结构域)。
本发明的化合物可以是天然存在的，也可以不是天然存在的。在一些实施方案中，本发明的化合物不是天然存在的。在某些实施方案中，本发明的化合物被工程改造。工程改造的化合物是其设计和/或产生涉及人工作用的化合物(例如，通过化学合成制备的化合物、通过相对于参考野生型细胞进行了遗传操纵的细胞制备的化合物、通过在改进成增强化合物产生的培养条件下由细胞产生的化合物)。
在某些实施方案中，提供的化合物(例如，大环化合物)不是Benjamin等人，Nat.Rev.Drug.Discov.2011,10(11),868-880或Sweeney,Z.K.等人，J.Med.Chem.2014，印刷前电子版中描述的化合物，其结构以引用的方式并入，和/或具有以下结构的化合物：
呈递蛋白结合部分
本发明的化合物包含呈递蛋白结合部分。所述部分包含一组环原子(例如，5至20个环原子、5至10个环原子、10至20个环原子)及其所连接的部分(例如，环原子的20个原子内的原子，诸如环原子的15个原子内的原子、环原子的10个原子内的原子、环原子的5个原子内的原子)，所述环原子参与与呈递蛋白的结合，使得提供的化合物例如以小于10μM(例如，小于5μM、小于1μM、小于500nM、小于200nM、小于100nM、小于75nM、小于50nM、小于25nM、小于10nM)的KD特异性结合所述呈递蛋白，或者例如以小于1μM(例如，小于0.5μM、小于0.1μM、小于0.05μM、小于0.01μM)的IC50抑制呈递蛋白的肽基-脯氨酰异构酶活性。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分不涵盖提供的化合物中与呈递蛋白相互作用的全部原子。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分的一个或多个原子可以在靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)内。在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分的一个或多个原子不与呈递蛋白相互作用。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括N-酰基脯氨酸部分、N-酰基-哌啶酸部分、N-酰基3-吗啉代-羧酸部分和/或N-酰基哌嗪酸部分(例如，在任一氮原子上具有酰基化作用。在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括N-酰基-哌啶酸部分。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括N-酰基脯氨酸部分。在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括N-酰基3-吗啉代-羧酸部分。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括N-酰基哌嗪酸部分。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分的至少一个原子参与与FKBP12的Tyr 27、Phe 37、Asp 38、Arg 41、Phe 47、Gln 54、Glu 55、Val 56、Ile 57、Trp 60、Ala 82、Try 83、His 88、Ile 92和/或Phe 100中的一个或多个(例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个或十五个)的结合。在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分中的至少一个参与与FKBP12的Arg 41、Gln 54、Glu 55和/或Ala 82中的至少一个(例如，两个、三个或四个)的结合。
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分具有根据式I-VIII的结构：
Figure BDA0002302536010000901
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分具有根据式Ia-IVa的结构：
Figure BDA0002302536010000911
在一些实施方案中，呈递蛋白结合部分包括以下结构或由以下结构组成：
Figure BDA0002302536010000912
Figure BDA0002302536010000921
Figure BDA0002302536010000931
Figure BDA0002302536010000941
Figure BDA0002302536010000942
或其立体异构体。
在某些实施方案中，呈递蛋白结合部分是或包括结构：
Figure BDA0002302536010000943
Figure BDA0002302536010000951
靶蛋白相互作用部分
本发明的化合物包含靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)。所述部分包括当所述化合物与呈递蛋白形成复合物时特异性结合靶蛋白的一组环原子(例如，5至20个环原子、5至10个环原子、10至20个环原子)及其所连接的部分(例如，环原子的20个原子内的原子，诸如环原子的15个原子内的原子、环原子的10个原子内的原子、环原子的5个原子内的原子)。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分包含化合物中与靶蛋白相互作用的多个原子。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分的一个或多个原子可以在呈递蛋白结合部分内。在某些实施方案中，靶蛋白相互作用部分的一个或多个原子不与靶蛋白相互作用。
靶蛋白可以与靶蛋白相互作用部分中的环原子结合。可替代地，靶蛋白可以与靶蛋白相互作用部分中的两个或更多个环原子结合。在另一替代方案中，靶蛋白可以与连接到靶蛋白相互作用部分中的一个或多个环原子的取代基结合。在另一替代方案中，靶蛋白可以与靶蛋白相互作用部分中的环原子结合，并且与连接到靶蛋白相互作用部分中的一个或多个环原子的取代基结合。在另一替代方案中，靶蛋白与模拟靶蛋白的天然配体的基团结合，并且其中模拟靶蛋白的天然配体的基团连接到靶蛋白相互作用部分。在又一替代方案中，靶蛋白与呈递蛋白结合，并且相对于在不存在复合物的情况下靶蛋白对呈递蛋白的亲和力，二元复合物中靶蛋白对呈递蛋白的亲和力增加。在这些实例中的结合通常是通过但不限于靶蛋白与靶蛋白相互作用部分的非共价相互作用实现。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是疏水性的。例如，在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分的cLogP等于或大于2(例如，等于或大于2.5、等于或大于3、等于或大于3.5、等于或大于4、等于或大于4.5、等于或大于5、等于或大于5.5、等于或大于6、等于或大于6.5、等于或大于7)。可替代地，在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分的cLogP在2与7之间(例如，在2与4之间、在2.5与4.5之间、在3与5之间、在3.5与5.5之间、在4与6之间、在4.5与6.5之间、在5与7之间、在3与6之间、在3与5之间、在3与5.5之间)。靶蛋白相互作用部分还可以通过具有低极性表面积而表征为疏水性的。例如，在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分的极性表面积小于
Figure BDA0002302536010000961
(例如，小于
Figure BDA0002302536010000962
小于
Figure BDA0002302536010000963
小于
Figure BDA0002302536010000964
小于小于
Figure BDA0002302536010000966
)。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分包含一个或多个疏水性侧基(例如，一个或多个甲基、乙基、异丙基、苯基、苄基和/或苯乙基)。在一些实施方案中，侧基包含总共少于30个原子(例如，总共少于25个原子、总共少于20个原子、总共少于15个原子、总共少于10个原子)。可替代地，在一些实施方案中，侧基包含总共在10与30个之间的原子(例如，总共10至20个原子、总共15至25个原子、总共20至30个原子)。在某些实施方案中，侧基的分子量小于200道尔顿(例如，小于150道尔顿、小于100道尔顿、小于75道尔顿、小于50道尔顿)。可替代地，在一些实施方案中，侧基的分子量在50道尔顿至200道尔顿之间(例如，50至100道尔顿、75至150道尔顿、100至200道尔顿)。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于烃的(例如，所述部分主要包含碳-碳键)。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于烃的并且包含主要由碳和氢组成，任选地包含一个或多个双键的线性二价C4-C30(例如，C6-C20、C6-C15)脂族基团。在一些实施方案中，所述二价脂族基团也可以被模拟与靶蛋白结合的天然配体的基团取代。实例包括磷酸化酪氨酸模拟物和ATP模拟物。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的(例如，所述部分包含肽键)。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且包含一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)丙氨酸残基、一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)缬氨酸残基、一个或多个异亮氨酸(例如，二、三、四、五、六、七或八个)残基、一个或多个亮氨酸(例如，二、三、四、五、六、七或八个)残基、一个或多个甲硫氨酸(例如，二、三、四、五、六、七或八个)残基、一个或多个苯基丙氨酸(例如，二、三、四、五、六、七或八个)残基、一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)酪氨酸残基、一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)色氨酸残基、一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)甘氨酸残基和/或一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)脯氨酸残基。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且包含一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)精氨酸残基或一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)赖氨酸残基。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且包含一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)非天然氨基酸、一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)D-氨基酸和/或一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)N-烷基化氨基酸。在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且主要包含D-氨基酸(例如，至少50％的氨基酸是D-氨基酸，至少75％的氨基酸是D-氨基酸，100％的氨基酸是D-氨基酸)。在某些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且主要包含N-烷基化氨基酸(例如，至少50％的氨基酸是N-烷基化氨基酸，至少75％的氨基酸是N-烷基化氨基酸，100％的氨基酸是N-烷基化氨基酸)。在某些实施方案中，靶蛋白相互作用部分是基于肽的，并且包含一个或多个(例如，二、三、四、五、六、七或八个)depsi-连接。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)具有根据式IX的结构：
Figure BDA0002302536010000981
其中u是1至20的整数；并且
Y各自独立地是任何氨基酸、O、NR20、S、S(O)、SO2，或具有式X-XIII中的任一种的结构：
Figure BDA0002302536010000982
其中R20各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基，或者R19与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R21和R22各自独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基，或者R20和R21组合形成＝O、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R21或R22与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R23、R24、R25和R26各自独立地是氢、羟基，或者R23和R24组合形成＝O，或者R23、R24、R25或R26与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；并且
R27、R28、R29和R30各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R27、R28、R29或R30与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基。
在一些实施方案中，靶蛋白相互作用部分具有根据式IXa的结构：
Figure BDA0002302536010000991
在某些实施方案中，靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分)不包括结构：
Figure BDA0002302536010000992
接头
本发明的化合物包含接头(例如，两个接头连接呈递蛋白结合部分和靶蛋白相互作用部分(例如，真核靶蛋白相互作用部分，诸如哺乳动物靶蛋白相互作用部分或真菌靶蛋白相互作用部分，或者原核靶蛋白相互作用部分，诸如细菌靶蛋白相互作用部分))。本发明的接头组分最简单地是键，但也可以提供具有共价连接两个部分的侧基的直链、环状或支链分子骨架。
在一些实施方案中，接头的至少一个原子参与与呈递蛋白和/或靶蛋白的结合。在某些实施方案中，接头的至少一个原子不参与与呈递蛋白和/或靶蛋白的结合。
因此，这两部分的连接通过共价方式实现，包括与位于任一部分上的一个或多个官能团形成键。可以用于此目的的化学反应性官能团的实例包括但不限于氨基、羟基、巯基、羧基、羰基、碳水化合物基团、邻二醇、硫醚、2-氨基醇、2-氨基硫醇、胍基、咪唑基和酚基。
在一些实施方案中，两个部分的共价连接可以使用含有能够与任一部分中存在的此类官能团反应的反应性部分的接头来实现。例如，部分的胺基可以与接头的羧基或其活化的衍生物反应，导致形成连接两者的酰胺。
能够与巯基反应的部分的实例包括XCH2CO-型的α-卤代乙酰基化合物(其中X＝Br、Cl或I)，其对巯基显示出特别的反应性，但是也可以用于修饰咪唑基、硫醚、苯酚和氨基，如Gurd,Methods Enzymol.11:532(1967)所述。认为N-马来酰亚胺衍生物对巯基也具有选择性，但在某些条件下还可以用于偶联到氨基。如果连接通过二硫桥形成而发生，则通过氨基转化而引入硫醇基的试剂诸如2-亚氨基硫烷(Traut等人，Biochemistry 12:3266(1973))可以被认为是巯基试剂。
能够与氨基反应的反应性部分的实例包括，例如，烷基化剂和酰化剂。代表性的烷基化剂包括：
(i)α-卤代乙酰基化合物，其在不存在反应性硫醇基的情况下对氨基显示出特异性并且例如具有XCH2CO-类型(其中X＝Br、Cl或I)，例如由Wong Biochemistry 24:5337(1979)所述；
(ii)N-马来酰亚胺衍生物，其可以通过迈克尔型反应(Michael type reaction)或通过加成到环羰基上的酰化作用而与氨基反应，例如，如Smyth等人,J.Am.Chem.Soc.82:4600(1960)和Biochem.J.91:589(1964)所述；
(iii)芳基卤，诸如反应性硝基卤代芳族化合物；
(iv)烷基卤，如例如McKenzie等人,J.Protein Chem.7:581(1988)所述；
(v)能够与氨基形成席夫碱的醛和酮，形成的加合物通常通过还原来稳定，得到稳定的胺；
(vi)环氧化物衍生物，诸如表氯醇和双环氧乙烷，其可以与氨基、巯基或酚羟基反应；
(vii)s-三嗪的含氯衍生物，其对亲核试剂诸如氨基、巯基和羟基具有很高的反应性；
(viii)基于上面详述的s-三嗪化合物的氮丙啶，例如，如Ross，J.Adv.CancerRes.2:1(1954)所述，其通过开环与亲核试剂诸如氨基反应；
(ix)方酸二乙酯，如Tietze,Chem.Ber.124:1215(1991)；以及
(x)α-卤代烷基醚，由于由醚氧原子引起的活化作用，因此与正常烷基卤相比，所述α-卤代烷基醚是更具反应性的烷基化剂，如由Benneche等人,Eur.J.Med.Chem.28:463(1993)所述。
代表性的氨基反应性酰化剂包括：
(i)异氰酸酯和异硫氰酸酯，特别是芳族衍生物，它们分别形成稳定的脲和硫脲衍生物；
(ii)磺酰氯，已由Herzig等人,Biopolymers 2:349(1964)描述；
(iii)酰卤；
(iv)活性酯，诸如硝基苯基酯或N-羟基琥珀酰亚胺酯；
(v)酸酐，诸如混合、对称或N-羧基酸酐；
(vi)其他可用于形成酰胺键的试剂，例如，如M.Bodansky,Principles ofPeptide Synthesis,Springer-Verlag,1984所述；
(vii)酰叠氮，例如，其中叠氮化物基团是使用亚硝酸钠由预先形成的酰肼衍生物生成的，如Wetz等人,Anal.Biochem.58:347(1974)所述；
(viii)酰亚胺酯，其在与氨基反应时形成稳定的脒，例如，如Hunter和Ludwig,J.Am.Chem.Soc.84:3491(1962)所述；以及
(ix)卤代杂芳基，诸如卤代吡啶或卤代嘧啶。
醛和酮可以与胺反应形成席夫碱，其可以有利地通过还原胺化而稳定。烷氧基氨基部分易于与酮和醛反应以产生稳定的烷氧胺，例如，如Webb等人在BioconjugateChem.1:96(1990)中所述。
能够与羧基反应的反应性部分的实例包括重氮化合物，诸如重氮乙酸酯和重氮乙酰胺，它们以高特异性反应以产生酯基，例如，如Herriot,Adv.Protein Chem.3:169(1947)所述。也可以采用通过O-酰基脲形成然后形成酰胺键来反应的羧基改性试剂，诸如碳二亚胺。
应理解，如果需要，可以在反应之前将任一部分中的官能团转化成其他官能团，例如以赋予额外的反应性或选择性。可用于所述目的的方法的实例包括使用诸如二元羧酸酐的试剂将胺转化为羧基；使用诸如N-乙酰基同型半胱氨酸硫代内酯、S-乙酰基巯基琥珀酸酐、2-亚氨基硫烷或含硫醇的琥珀酰亚胺基衍生物的试剂将胺转化为硫醇；使用诸如α-卤代乙酸酯的试剂将硫醇转化为羧基；使用诸如乙撑亚胺或2-溴乙胺的试剂将硫醇转化为胺；使用诸如碳二亚胺的试剂将羧基转化为胺，然后再转化为二胺；以及使用诸如甲苯磺酰氯的试剂将醇转化为硫醇，然后用硫代乙酸酯进行酯交换反应，然后用乙酸钠水解为硫醇。
如果需要的话，根据本发明可以使用所谓的零长度接头，涉及一个部分的反应性化学基团与另一部分的反应性化学基团直接共价连接而不引入另外的连接材料。
然而，更常见地，接头包含如上所述的通过间隔子元件连接的两个或更多个反应性部分。这种间隔子的存在允许双功能接头与任一部分内的特异性官能团反应，从而导致两者之间的共价连接。接头中的反应性部分可以是相同的(同双功能接头)或不同的(异双功能接头，或者，如果存在若干个不同的反应性部分，则是异多功能接头)，从而提供可能导致这两个部分之间共价连接的多种潜在试剂。
接头中的间隔子元件通常由直链或支链组成，并且可以包括C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10炔基、C2-6杂环基、C6-12芳基、C7-14烷芳基、C3-10烷杂环基、C2-C100聚乙二醇或C1-10杂烷基。
在一些情况下，接头由式Ⅴ描述。
可用于制备本发明的缀合物的同双功能接头的实例包括但不限于选自乙二胺、丙二胺和六亚甲基二胺的二胺和选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、环己二醇和聚己内酯二醇的二醇。
在一些实施方案中，接头是键或至多10个原子的直链，所述原子独立地选自碳、氮、氧、硫或磷原子，其中链中的每个原子任选地被一个或多个独立地选自以下的取代基取代：烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、氯、碘、溴、氟、羟基、烷氧基、芳氧基、羧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、酰基氨基、甲酰胺基、氰基、氧代基、硫代基、烷硫基、芳硫基、酰硫基、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、磷酰基和磺酰基，并且其中链中的任何两个原子可以与其所结合的取代基一起形成环，其中所述环可以进一步被取代和/或稠合至一个或多个任选取代的碳环、杂环、芳基环或杂芳基环。
在一些实施方案中，接头具有式XIX的结构：
A1-(B1)a-(C1)b-(B2)c-(D)-(B3)d-(C2)e-(B4)f–A2
式XIX
其中A1是接头与呈递蛋白结合部分之间的键；A2是哺乳动物靶相互作用部分与接头之间的键；B1、B2、B3和B4各自独立地选自任选取代的C1-C2烷基、任选取代的C1-C3杂烷基、O、S和NRN；RN是氢、任选取代的C1-4烷基、任选取代的C3-4烯基、任选取代的C2-4炔基、任选取代的C2-6杂环基、任选取代的C6-12芳基或任选取代的C1-7杂烷基；C1和C2各自独立地选自羰基、硫代羰基、磺酰基或磷酰基；a、b、c、d、e和f各自独立地是0或1；并且D是任选取代的C1-10烷基、任选取代的C2-10烯基、任选取代的C2-10炔基、任选取代的C2-6杂环基、任选取代的C6-12芳基、任选取代的C2-C10聚乙二醇或任选取代的C1-10杂烷基，或连接A1-(B1)a-(C1)b-(B2)c-与-(B3)d-(C2)e-(B4)f–A2的化学键。
交联基团
在一些实施方案中，本发明的化合物包含交联基团。交联基团是指包含能够化学连接到蛋白质或其他分子上的特定官能团(例如，伯胺、巯基)的反应性官能团的基团。交联基团的实例包括巯基反应性交联基团(例如，包含马来酰亚胺、卤代乙酰基、吡啶基二硫化物、硫代磺酸盐或乙烯基砜的基团)，胺反应性交联基团(例如，包含酯诸如NHS酯、酰亚胺酯和五氟苯基酯或羟甲基膦的基团)，羧基反应性交联基团(例如，包含伯胺或仲胺、醇或硫醇的基团)，羰基反应性交联基团(例如，包含酰肼或烷氧基胺的基团)，和形成三唑的交联基团(例如，包含叠氮化物或炔烃的基团)。
示例性交联基团包括2'-吡啶基二硫化物、4'-吡啶基二硫化物碘乙酰基、马来酰亚胺、硫代酯、烷基二硫化物、烷基胺二硫化物、硝基苯甲酸二硫化物、酸酐、NHS酯、醛、烷基氯、炔烃、迈克尔受体基团(例如，α,β-未取代的酮或砜)、环氧化物、杂芳基腈和叠氮化物。
化合物特征
药代动力学参数
可以使用例如体内大鼠早期药代动力学(EPK)研究设计来评估化合物的初步暴露特征，以显示生物利用度。例如，雄性Sprague-Dawley大鼠可以通过口服(PO)管饲以特定制剂给药。然后可以在给药后4个小时的6个时间点从动物采集血样。然后可以针对每种化合物在每个时间点的LC-MS/MS测量的浓度执行药代动力学分析。
细胞渗透性
在一些实施方案中，所述化合物是细胞渗透剂。为了确定化合物的渗透性，可以采用本领域已知的任何方法，诸如本文所述的生物传感器测定法。
蛋白质
呈递蛋白
呈递蛋白可以与小分子结合形成复合物，所述复合物可以与靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)结合并调节所述靶蛋白的活性。在一些实施方案中，呈递蛋白是哺乳动物呈递蛋白(例如，人呈递蛋白)。在一些实施方案中，呈递蛋白是真菌呈递蛋白。在某些实施方案中，呈递蛋白是细菌呈递蛋白。在一些实施方案中，呈递蛋白是植物呈递蛋白。在一些实施方案中，呈递蛋白是相对丰富的蛋白质(例如，呈递蛋白足够丰富，因此参与三方复合物实质上不负面影响呈递蛋白在细胞中的生物学作用和/或细胞的生存力或其他属性)。在一些实施方案中，呈递蛋白比靶蛋白更丰富。在某些实施方案中，呈递蛋白是在细胞内具有伴侣蛋白活性的蛋白质。在一些实施方案中，呈递蛋白在细胞内具有多个天然相互作用配偶体。在某些实施方案中，呈递蛋白是已知结合小分子以形成二元复合物的一种呈递蛋白，已知或怀疑所述二元复合物与靶蛋白结合并调节其生物学活性。亲免蛋白是一类呈递蛋白，已知其具有这些功能并且包括FKBP和亲环蛋白。在一些实施方案中，参考呈递蛋白表现出肽基脯氨酰异构酶活性；在一些实施方案中，呈递蛋白显示出与参考呈递蛋白相当的活性。在某些实施方案中，呈递蛋白是FKBP家族的成员(例如，FKBP12、FKBP12.6、FKBP13、FKBP19、FKBP22、FKBP23、FKBP25、FKBP36、FKBP38、FKBP51、FKBP52、FKBP60、FKBP65和FKBP133)、亲环蛋白家族的成员(例如，PP1A、CYPB、CYPC、CYP40、CYPE、CYPD、NKTR、SRCyp、CYPH、CWC27、CYPL1、CYP60、CYPJ、PPIL4、PPIL6、RANBP2、PPWD1、PPIAL4A、PPIAL4B、PPIAL4C、PPIAL4D或PPIAL4G)或PIN1。“FKBP家族”是具有脯氨酰异构酶活性并充当含有脯氨酸残基的蛋白质的蛋白折叠伴侣蛋白的蛋白质家族。编码所述家族中的蛋白质的基因包括AIP、AIPL1、FKBP1A、FKBP1B、FKBP2、FKBP3、FKBP4、FKBP5、FKBP6、FKBP7、FKBP8、FKBP9、FKBP9L、FKBP10、FKBP11、FKBP14、FKBP15和LOC541473。
“亲环蛋白家族”是与环孢霉素结合的蛋白质家族。编码所述家族中的蛋白质的基因包括PPIA、PPIB、PPIC、PPID、PPIE、PPIF、PPIG、PPIH、SDCCAG-10、PPIL1、PPIL2、PPIL3、PPIL4、P270、PPWD1和COAS-2。示例性亲环蛋白包括PP1A、CYPB、CYPC、CYP40、CYPE、CYPD、NKTR、SRCyp、CYPH、CWC27、CYPL1、CYP60、CYPJ、PPIL4、PPIL6、RANBP2、PPWD1、PPIAL4A、PPIAL4B、PPIAL4C、PPIAL4D和PPIAL4G。
在一些实施方案中，呈递蛋白是伴侣蛋白，诸如GRP78/BiP、GRP94、GRP170、钙连蛋白、钙网蛋白、HSP47、ERp29、蛋白质二硫化物异构酶(PDI)和ERp57。
在一些实施方案中，呈递蛋白是本文公开的FKBP或亲环蛋白的等位基因变体或剪接变体。
在一些实施方案中，呈递蛋白是如下多肽，其氨基酸序列i)与参考呈递蛋白的氨基酸序列显示出显著同一性；ii)包含与参考呈递蛋白的对应部分显示出显著同一性的部分；和/或iii)包含至少一种在呈递蛋白中存在的特征序列。在许多实施方案中，出于定义呈递蛋白的目的，如果同一性高于80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高，则同一性被认为是“显著的”。在一些实施方案中，显示出显著同一性的部分具有至少5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、300、350、450、500、550、600个氨基酸或更长的长度。
代表性的呈递蛋白由表1中列出的基因或其同源物编码；在一些实施方案中，参考呈递蛋白由表1中列出的基因编码。另外，参考表3，本领域的普通技术人员可以容易地鉴定通常是呈递蛋白和/或呈递蛋白的特定子集的特征的序列。
表1.编码选定的呈递蛋白的基因
基因名称 Uniprot登录号
AIP O00170
AIPL1 Q9NZN9
FKBP1A P62942
FKBP1B P68106
FKBP2 P26885
FKBP3 Q00688
FKBP4 Q02790
FKBP5 Q13451
FKBP6 O75344
FKBP7 Q9Y680
FKBP8 Q14318
FKBP9 O95302
FKBP9L Q75LS8
FKBP10 Q96AY3
FKBP11 Q9NYL4
FKBP14 Q9NWM8
FKBP15 Q5T1M5
LOC541473 -
PPIA Q567Q0
PPIB P23284
PPIC P45877
PPID Q08752
PPIE Q9UNP9
PPIG Q13427
PPIH O43447
PPIL1 Q9Y3C6
PPIL2 Q13356
PPIL3 Q9H2H8
PPIL4 Q8WUA2
PPIL5 Q32Q17
PPIL6 Q8IXY8
PPWD1 Q96BP3
靶蛋白
靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或者原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)是调节疾病病状或疾病病状的症状的蛋白质。这样，可以通过调节(抑制或增加)其活性来获得所希望的治疗效果。在本发明的复合物和方法中有用的靶蛋白包括不与呈递蛋白天然缔合的那些靶蛋白，例如在不存在与本发明化合物的二元复合物的情况下对呈递蛋白具有大于1μM，优选地大于5μM，且更优选地大于10μM的亲和力的那些靶蛋白。可替代地，不与呈递蛋白天然缔合的靶蛋白是在不存在二元复合物的情况下对本发明化合物具有大于1μM，优选地大于5μM，且更优选地大于10μM的亲和力的那些靶蛋白。在另一替代方案中，不与呈递蛋白天然缔合的靶蛋白是对环孢霉素、雷帕霉素或FK506与呈递蛋白(例如，FKBP)的二元复合物具有大于1μM，优选地大于5μM，且更优选地大于10μM的亲和力的那些靶蛋白。在又一替代方案中，不与呈递蛋白天然缔合的靶蛋白是不同于钙调磷酸酶或mTOR的那些靶蛋白。用于本发明的复合物和方法的合适靶蛋白的选择可以取决于呈递蛋白。例如，对亲环蛋白具有低亲和力的靶蛋白可以对FKBP具有高亲和力，并且不能与后者一起使用。
靶蛋白可以是天然存在的，例如野生型。可替代地，靶蛋白可以不同于野生型蛋白，但仍保留生物学功能，例如作为等位基因变体、剪接突变体或生物学活性片段。
在一些实施方案中，靶蛋白是跨膜蛋白。在一些实施方案中，靶蛋白具有卷曲螺旋结构。在某些实施方案中，靶蛋白是二聚复合物的一种蛋白。
在一些实施方案中，本发明的靶蛋白包含一个或多个表面位点(例如，平坦的表面位点)，其特征在于，在不形成呈递蛋白/化合物复合物的情况下，小分子通常表现出与所述一个或多个位点的低或不可检测的结合。在一些实施方案中，靶蛋白包含一个或多个表面位点(例如，平坦的表面位点)，在不形成呈递蛋白/化合物复合物的情况下，特定的小分子(例如，化合物)显示出与所述一个或多个表面位点的低或不可检测的结合(例如，与在包含相同化合物的呈递蛋白/化合物复合物的情况下观察到的结合相比，所述结合为至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100倍或更多倍低)。在一些实施方案中，靶蛋白具有以一个或多个位点为特征的表面(并且，在一些实施方案中，整个表面)，所述位点缺乏任何传统的结合口袋，例如，具有与活性已被一种或多种小分子调节的蛋白质相当的物理化学和/或几何特性的蛋白质结构上的空腔或口袋。在某些实施方案中，靶蛋白具有传统的结合口袋和蛋白质-蛋白质相互作用的位点。在一些实施方案中，靶蛋白是不可成药的靶，例如，靶蛋白不是已知被药物靶向和/或不具备预期(例如，根据本领域认可的理解，如本文所讨论)适合与小分子结合的结合位点的蛋白质家族的成员。
在一些实施方案中，靶蛋白是GTP酶，诸如DIRAS1、DIRAS2、DIRAS3、ERAS、GEM、HRAS、KRAS、MRAS、NKIRAS1、NKIRAS2、NRAS、RALA、RALB、RAP1A、RAP1B、RAP2A、RAP2B、RAP2C、RASD1、RASD2、RASL10A、RASL10B、RASL11A、RASL11B、RASL12、REM1、REM2、RERG、RERGL、RRAD、RRAS、RRAS2、RHOA、RHOB、RHOBTB1、RHOBTB2、RHOBTB3、RHOC、RHOD、RHOF、RHOG、RHOH、RHOJ、RHOQ、RHOU、RHOV、RND1、RND2、RND3、RAC1、RAC2、RAC3、CDC42、RAB1A、RAB1B、RAB2、RAB3A、RAB3B、RAB3C、RAB3D、RAB4A、RAB4B、RAB5A、RAB5B、RAB5C、RAB6A、RAB6B、RAB6C、RAB7A、RAB7B、RAB7L1、RAB8A、RAB8B、RAB9、RAB9B、RABL2A、RABL2B、RABL4、RAB10、RAB11A、RAB11B、RAB12、RAB13、RAB14、RAB15、RAB17、RAB18、RAB19、RAB20、RAB21、RAB22A、RAB23、RAB24、RAB25、RAB26、RAB27A、RAB27B、RAB28、RAB2B、RAB30、RAB31、RAB32、RAB33A、RAB33B、RAB34、RAB35、RAB36、RAB37、RAB38、RAB39、RAB39B、RAB40A、RAB40AL、RAB40B、RAB40C、RAB41、RAB42、RAB43、RAP1A、RAP1B、RAP2A、RAP2B、RAP2C、ARF1、ARF3、ARF4、ARF5、ARF6、ARL1、ARL2、ARL3、ARL4、ARL5、ARL5C、ARL6、ARL7、ARL8、ARL9、ARL10A、ARL10B、ARL10C、ARL11、ARL13A、ARL13B、ARL14、ARL15、ARL16、ARL17、TRIM23、ARL4D、ARFRP1、ARL13B、RAN、RHEB、RHEBL1、RRAD、GEM、REM、REM2、RIT1、RIT2、RHOT1或RHOT2。在一些实施方案中，靶蛋白是GTP酶活化蛋白，诸如NF1、IQGAP1、PLEXIN-B1、RASAL1、RASAL2、ARHGAP5、ARHGAP8、ARHGAP12、ARHGAP22、ARHGAP25、BCR、DLC1、DLC2、DLC3、GRAF、RALBP1、RAP1GAP、SIPA1、TSC2、AGAP2、ASAP1或ASAP3。在一些实施方案中，靶蛋白是鸟嘌呤核苷酸交换因子，诸如CNRASGEF、RASGEF1A、RASGRF2、RASGRP1、RASGRP4、SOS1、RALGDS、RGL1、RGL2、RGR、ARHGEF10、ASEF/ARHGEF4、ASEF2、DBS、ECT2、GEF-H1、LARG、NET1、OBSCURIN、P-REX1、P-REX2、PDZ-RHOGEF、TEM4、TIAM1、TRIO、VAV1、VAV2、VAV3、DOCK1、DOCK2、DOCK3、DOCK4、DOCK8、DOCK10、C3G、BIG2/ARFGEF2、EFA6、FBX8或GEP100。在某些实施方案中，靶蛋白是具有蛋白质-蛋白质相互作用结构域的蛋白质，所述结构域诸如为ARM；BAR；BEACH；BH；BIR；BRCT；BROMO；BTB；C1；C2；CARD；CC；CALM；CH；CHROMO；CUE；DEATH；DED；DEP；DH；EF-手；EH；ENTH；EVH1；F-框；FERM；FF；FH2；FHA；FYVE；GAT；GEL；GLUE；GRAM；GRIP；GYF；HEAT；HECT；IQ；LRR；MBT；MH1；MH2；MIU；NZF；PAS；PB1；PDZ；PH；POLO-框；PTB；PUF；PWWP；PX；RGS；RING；SAM；SC；SH2；SH3；SOCS；SPRY；START；SWIRM；TIR；TPR；TRAF；SNARE；TUBBY；TUDOR；UBA；UEV；UIM；VHL；VHS；WD40；WW；SH2；SH3；TRAF；溴区结构域；或TPR。在一些实施方案中，靶蛋白是热休克蛋白，诸如Hsp20、Hsp27、Hsp70、Hsp84、αB结晶、TRAP-1、hsf1或Hsp90。在某些实施方案中，靶蛋白是离子通道，诸如Cav2.2、Cav3.2、IKACh、Kv1.5、TRPA1、NAv1.7、Nav1.8、Nav1.9、P2X3或P2X4。在一些实施方案中，靶蛋白是卷曲螺旋蛋白，诸如联会蛋白、SPAG4、VAV1、MAD1、ROCK1、RNF31、NEDP1、HCCM、EEA1、波形蛋白、ATF4、Nemo、SNAP25、突触融合蛋白1a、FYCO1或CEP250。在某些实施方案中，靶蛋白是激酶，诸如ABL、ALK、AXL、BTK、EGFR、FMS、FAK、FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4、FLT3、HER2/ErbB2、HER3/ErbB3、HER4/ErbB4、IGF1R、INSR、JAK1、JAK2、JAK3、KIT、MET、PDGFRA、PDGFRB、RET RON、ROR1、ROR2、ROS、SRC、SYK、TIE1、TIE2、TRKA、TRKB、KDR、AKT1、AKT2、AKT3、PDK1、PKC、RHO、ROCK1、RSK1、RKS2、RKS3、ATM、ATR、CDK1、CDK2、CDK3、CDK4、CDK5、CDK6、CDK7、CDK8、CDK9、CDK10、ERK1、ERK2、ERK3、ERK4、GSK3A、GSK3B、JNK1、JNK2、JNK3、AurA、ARuB、PLK1、PLK2、PLK3、PLK4、IKK、KIN1、cRaf、PKN3、c-Src、Fak、PyK2或AMPK。在一些实施方案中，靶蛋白是磷酸酶，诸如WIP1、SHP2、SHP1、PRL-3、PTP1B或STEP。在某些实施方案中，靶蛋白是泛素连接酶，诸如BMI-1、MDM2、NEDD4-1、β-TRCP、SKP2、E6AP或APC/C。在一些实施方案中，靶蛋白是染色质改性剂/重塑剂，诸如由基因BRG1、BRM、ATRX、PRDM3、ASH1L、CBP、KAT6A、KAT6B、MLL、NSD1、SETD2、EP300、KAT2A或CREBBP编码的染色质改性剂/重塑剂。在一些实施方案中，靶蛋白是转录因子，诸如由以下基因编码的转录因子：EHF、ELF1、ELF3、ELF4、ELF5、ELK1、ELK3、ELK4、ERF、ERG、ETS1、ETV1、ETV2、ETV3、ETV4、ETV5、ETV6、FEV、FLI1、GAVPA、SPDEF、SPI1、SPIC、SPIB、E2F1、E2F2、E2F3、E2F4、E2F7、E2F8、ARNTL、BHLHA15、BHLHB2、BHLBHB3、BHLHE22、BHLHE23、BHLHE41、CLOCK、FIGLA、HAS5、HES7、HEY1、HEY2、ID4、MAX、MESP1、MLX、MLXIPL、MNT、MSC、MYF6、NEUROD2、NEUROG2、NHLH1、OLIG1、OLIG2、OLIG3、SREBF2、TCF3、TCF4、TFAP4、TFE3、TFEB、TFEC、USF1、ARF4、ATF7、BATF3、CEBPB、CEBPD、CEBPG、CREB3、CREB3L1、DBP、HLF、JDP2、MAFF、MAFG、MAFK、NRL、NFE2、NFIL3、TEF、XBP1、PROX1、TEAD1、TEAD3、TEAD4、ONECUT3、ALX3、ALX4、ARX、BARHL2、BARX、BSX、CART1、CDX1、CDX2、DLX1、DLX2、DLX3、DLX4、DLX5、DLX6、DMBX1、DPRX、DRGX、DUXA、EMX1、EMX2、EN1、EN2、ESX1、EVX1、EVX2、GBX1、GBX2、GSC、GSC2、GSX1、GSX2、HESX1、HMX1、HMX2、HMX3、HNF1A、HNF1B、HOMEZ、HOXA1、HOXA10、HOXA13、HOXA2、HOXAB13、HOXB2、HOXB3、HOXB5、HOXC10、HOXC11、HOXC12、HOXC13、HOXD11、HOXD12、HOXD13、HOXD8、IRX2、IRX5、ISL2、ISX、LBX2、LHX2、LHX6、LHX9、LMX1A、LMX1B、MEIS1、MEIS2、MEIS3、MEOX1、MEOX2、MIXL1、MNX1、MSX1、MSX2、NKX2-3、NKX2-8、NKX3-1、NKX3-2、NKX6-1、NKX6-2、NOTO、ONECUT1、ONECUT2、OTX1、OTX2、PDX1、PHOX2A、PHOX2B、PITX1、PITX3、PKNOX1、PROP1、PRRX1、PRRX2、RAX、RAXL1、RHOXF1、SHOX、SHOX2、TGIF1、TGIF2、TGIF2LX、UNCX、VAX1、VAX2、VENTX、VSX1、VSX2、CUX1、CUX2、POU1F1、POU2F1、POU2F2、POU2F3、POU3F1、POU3F2、POU3F3、POU3F4、POU4F1、POU4F2、POU4F3、POU5F1P1、POU6F2、RFX2、RFX3、RFX4、RFX5、TFAP2A、TFAP2B、TFAP2C、GRHL1、TFCP2、NFIA、NFIB、NFIX、GCM1、GCM2、HSF1、HSF2、HSF4、HSFY2、EBF1、IRF3、IRF4、IRF5、IRF7、IRF8、IRF9、MEF2A、MEF2B、MEF2D、SRF、NRF1、CPEB1、GMEB2、MYBL1、MYBL2、SMAD3、CENPB、PAX1、PAX2、PAX9、PAX3、PAX4、PAX5、PAX6、PAX7、BCL6B、EGR1、EGR2、EGR3、EGR4、GLIS1、GLIS2、GLI2、GLIS3、HIC2、HINFP1、KLF13、KLF14、KLF16、MTF1、PRDM1、PRDM4、SCRT1、SCRT2、SNAI2、SP1、SP3、SP4、SP8、YY1、YY2、ZBED1、ZBTB7A、ZBTB7B、ZBTB7C、ZIC1、ZIC3、ZIC4、ZNF143、ZNF232、ZNF238、ZNF282、ZNF306、ZNF410、ZNF435、ZBTB49、ZNF524、ZNF713、ZNF740、ZNF75A、ZNF784、ZSCAN4、CTCF、LEF1、SOX10、SOX14、SOX15、SOX18、SOX2、SOX21、SOX4、SOX7、SOX8、SOX9、SRY、TCF7L1、FOXO3、FOXB1、FOXC1、FOXC2、FOXD2、FOXD3、FOXG1、FOXI1、FOXJ2、FOXJ3、FOXK1、FOXL1、FOXO1、FOXO4、FOXO6、FOXP3、EOMES、MGA、NFAT5、NFATC1、NFKB1、NFKB2、TP63、RUNX2、RUNX3、T、TBR1、TBX1、TBX15、TBX19、TBX2、TBX20、TBX21、TBX4、TBX5、AR、ESR1、ESRRA、ESRRB、ESRRG、HNF4A、NR2C2、NR2E1、NR2F1、NR2F6、NR3C1、NR3C2、NR4A2、RARA、RARB、RARG、RORA、RXRA、RXRB、RXRG、THRA、THRB、VDR、GATA3、GATA4或GATA5；或C-myc、Max、Stat3、雄性激素受体、C-Jun、C-Fox、N-Myc、L-Myc、MITF、Hif-1α、Hif-2α、Bcl6、E2F1、NF-κB、Stat5或ER(coact)。在某些实施方案中，靶蛋白是TrkA、P2Y14、mPEGS、ASK1、ALK、Bcl-2、BCL-XL、mSIN1、RORγt、IL17RA、eIF4E、TLR7 R、PCSK9、IgE R、CD40、CD40L、Shn-3、TNFR1、TNFR2、IL31RA、OSMR、IL12β1,2、Tau、FASN、KCTD 6、KCTD 9、Raptor、Rictor、RALGAPA、RALGAPB、膜联蛋白家族成员、BCOR、NCOR、β连环蛋白、AAC 11、PLD1、PLD2、卷曲蛋白7、RaLP、MLL-1、Myb、Ezh2、RhoGD12、EGFR、CTLA4R、GCGC(coact)、脂联素R2、GPR 81、IMPDH2、IL-4R、IL-13R、IL-1R、IL2-R、IL-6R、IL-22R、TNF-R、TLR4、Nrlp3或OTR。
复合物
呈递蛋白/化合物复合物
在天然存在的蛋白质-蛋白质相互作用中，结合事件主要是由两种蛋白质的平坦表面位点上的疏水性残基驱动的，相比之下，许多小分子-蛋白质相互作用则是由蛋白质上空腔或口袋中的小分子之间的相互作用驱动的。平坦表面位点上的疏水性残基在两个相互作用蛋白上形成疏水性热点，其中两种蛋白之间的大多数结合相互作用是范德华相互作用。小分子可以用作通过形成复合物(例如，呈递蛋白/化合物复合物)来参与假蛋白质-蛋白质相互作用(例如，与靶蛋白形成三方复合物)而缺乏一个热点的蛋白质(例如，呈递蛋白)的便携式热点。
许多哺乳动物蛋白能够与多种不同配偶体中的任一种结合；在一些情况下，此类替代性结合相互作用有助于蛋白质的生物学活性。这些蛋白质中的许多都适应热点蛋白质区域的固有可变性，以在不同的结构环境中呈现相同的残基。更具体地，蛋白质-蛋白质相互作用可以通过由一组选择的真菌和细菌物种产生的一类天然产物介导。这些分子既表现出共同的结构组织，又表现出提供调节蛋白质-蛋白质相互作用的能力的所得功能。这些分子含有高度保守的呈递蛋白结合部分和在不同天然产物之中表现出高度可变性的靶蛋白相互作用部分。呈递蛋白结合部分赋予对呈递蛋白的特异性，并允许分子与呈递蛋白结合以形成二元复合物；哺乳动物靶蛋白相互作用部分赋予对靶蛋白的特异性，并允许二元复合物与靶蛋白结合，通常调节(例如，正或负调节)其活性。
这些天然产物由呈递蛋白诸如FKBP和亲环蛋白呈递，并充当蛋白质-蛋白质相互作用的可扩散的细胞渗透性的口服生物可利用的衔接子。实例包括熟知且临床上相关的分子，诸如雷帕霉素(西罗莫司(Sirolimus))、FK506(他克莫司)和环孢霉素。简而言之，这些分子结合内源性细胞内呈递蛋白FKBP，例如雷帕霉素和FK506，或亲环蛋白，例如稀释剂，并且呈递蛋白结合分子的所得二元复合物选择性结合并抑制细胞内靶蛋白的活性。呈递蛋白、分子和靶蛋白之间的三方复合物的形成是由蛋白质-分子相互作用和蛋白质-蛋白质相互作用共同驱动的，并且两者都是抑制靶蛋白所必需的。在FKBP-雷帕霉素复合物的实例中，细胞内靶是丝氨酸-苏氨酸激酶mTOR，而对于FKBP-FK506复合物，细胞内靶是磷酸酶钙调磷酸酶。在前两个实例中特别令人感兴趣的是，雷帕霉素和FK506呈递配体两者将FKBP12用作伴侣呈递蛋白。此外，雷帕霉素和FK506负责结合FKBP12的亚结构组分在结构上密切相关，即所谓的“保守区”，但这是非FKBP12结合区中在雷帕霉素与FK506之间的显著结构差异，即“可变区”，分别导致两种不同的细胞内蛋白mTOR和钙调磷酸酶的特异性靶向。以这种方式，雷帕霉素和FK506的可变区充当实现呈递蛋白-靶蛋白相互作用所必需的结合能的贡献者。
在一些实施方案中，本发明的呈递蛋白/化合物复合物以复合物与mTOR和/或钙调磷酸酶中的每一者结合的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍)的亲和力与靶蛋白结合。
在一些实施方案中，本发明的呈递蛋白/化合物复合物以化合物未在复合物中与呈递蛋白结合时化合物与靶蛋白的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍)的亲和力与靶蛋白结合。
在某些实施方案中，本发明的呈递蛋白/化合物复合物以呈递蛋白未在复合物中与化合物结合时呈递蛋白与靶蛋白的亲和力至少5倍大(例如，至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍)的亲和力与靶蛋白结合。
在一些实施方案中，本发明的呈递蛋白/化合物复合物抑制靶蛋白与配体诸如与靶蛋白特异性结合的蛋白质或小分子之间的天然存在的相互作用。
在某些实施方案中，当呈递蛋白是脯氨酰异构酶时，通过形成呈递蛋白/化合物复合物来抑制脯氨酰异构酶活性。在本发明的呈递蛋白/化合物复合物的一些实施方案中，所述化合物以小于10μM(例如，小于5μM、小于1μM、小于500nM、小于200nM、小于100nM、小于75nM、小于50nM、小于25nM、小于10nM)的KD特异性结合所述呈递蛋白，或者例如以小于1μM(例如，小于0.5μM、小于0.1μM、小于0.05μM、小于0.01μM)的IC50抑制呈递蛋白的肽基-脯氨酰异构酶活性。
三方复合物
绝大多数小分子药物通过结合靶蛋白上功能上重要的位点，从而调节(例如，正或负调节)所述蛋白质的活性来起作用。例如，降胆固醇的药物他汀类结合HMG-CoA还原酶的酶活性位点，从而阻止所述酶与其底物结合。已知许多此类药物/靶相互作用对的事实可能使某些人误认为只要有合理的时间量、精力和资源就可以为大多数(即使不是全部)蛋白质发现小分子调节剂。事实并非如此。目前的估计认为，所有人类蛋白质中只有约10％可以被小分子靶向。目前认为其他90％对小分子药物发现是难以克服或棘手的。此类靶通常被称为“不可成药的(undruggable)”。这些不可成药的靶包括医学上重要的人类蛋白质的大量且在很大程度上未开发的储备库。因此，在发现能够调节此类不可成药的靶的功能的新分子形态方面存在极大的兴趣。
本发明涵盖认识到小分子通常在靶向能力方面受到限制，因为它们与靶的相互作用是由粘附力驱动的，粘附力的强度大致与接触表面积成正比。由于其尺寸小，小分子累积足够的分子间接触表面积以有效地与靶蛋白相互作用的唯一方法是被所述蛋白完全吞噬。实际上，大量的实验和计算数据都支持如下观点：只有那些表面具有疏水性“口袋”的蛋白质才能够结合小分子。在那些情况下，吞噬使结合成为可能。没有一个实例是小分子以高亲和力与疏水性口袋外部的蛋白质结合。
大自然已经发展出一种策略，允许小分子在疏水性口袋以外的位点与靶蛋白相互作用。所述策略由天然存在的免疫抑制药物环孢霉素A、雷帕霉素和FK506举例说明。这些药物的活性涉及形成小分子与小呈递蛋白的高亲和力复合物。然后小分子和呈递蛋白的复合表面然后结合靶。因此，例如，在环孢霉素A与亲环蛋白A之间形成的二元复合物以高亲和力和特异性靶向钙调磷酸酶，但是环孢霉素A或亲环蛋白A都不单独地以可测量的亲和力结合钙调磷酸酶。
许多重要的治疗靶通过与其他蛋白质复合发挥其功能。在许多这些系统中，蛋白质/蛋白质相互作用表面含有由宽极性残基环包围的疏水性侧链的内核。疏水性残基贡献几乎所有能量上有利的接触，因此所述簇已被指定为参与蛋白质-蛋白质相互作用的“热点”。重要地，在天然存在的小分子与小呈递蛋白的上述复合物中，所述小分子提供类似于热点的疏水官能团簇，并且所述蛋白质提供大部分极性残基的环。换言之，提出的小分子体系模仿天然蛋白质/蛋白质相互作用体系中广泛采用的表面结构。
本发明的化合物(例如，大环化合物)能够例如通过与呈递蛋白(例如，FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1)结合形成如上所述的与靶蛋白结合以形成三方复合物的呈递蛋白/化合物复合物来调节生物过程。这些三方复合物的形成允许调节不具有传统结合口袋和/或被认为是不可成药的蛋白质。呈递蛋白/化合物复合物能够通过在化合物与呈递蛋白之间的协同结合来调节生物过程。化合物和呈递蛋白都对单独的靶蛋白具有低亲和力，但是呈递蛋白/化合物复合物对靶蛋白具有高亲和力。可以通过测量包含来自化合物和/或呈递蛋白的原子的靶蛋白的包埋表面积和/或通过测量化合物和/或呈递蛋白的自由结合能贡献来确定协同结合。如果来自化合物和呈递蛋白中的每一种的至少一个原子参与与靶蛋白的结合，则认为结合是协同的。
呈递蛋白/化合物复合物与靶蛋白的结合是通过形成包含来自呈递蛋白和化合物两者的残基的组合结合位点实现，所述残基允许增加的亲和力，而在单独的呈递蛋白或化合物的情况下所述增加的亲和力是不可能的。例如，三方复合物的靶蛋白的至少20％(例如，至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％)的总包埋表面积包含一个或多个参与与化合物结合的原子，并且/或者三方复合物的靶蛋白的至少20％(例如，至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％)的总包埋表面积包含一个或多个参与与呈递蛋白结合的原子。可替代地，所述化合物贡献三方复合物的总结合自由能的至少10％(例如，至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)，并且/或者呈递蛋白贡献三方复合物的总结合自由能的至少10％(例如，至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％)。
在一些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白上的平坦表面位点处结合。在一些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物中的化合物(例如，大环化合物)在靶蛋白上的疏水性表面位点处，例如包含至少50％疏水性残基的位点处结合。在一些实施方案中，化合物的一个或多个原子与靶蛋白的一个或多个原子之间的至少70％的结合相互作用是范德华力和/或π效应相互作用。在某些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白与特异性结合靶蛋白的蛋白质之间的天然存在的蛋白质-蛋白质相互作用的位点处与靶蛋白结合。在一些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白的活性位点处不结合。在一些实施方案中，呈递蛋白/化合物复合物在靶蛋白的活性位点处结合。
与呈递蛋白和靶蛋白形成三方复合物的本发明化合物的特征是与三方复合物相比在呈递蛋白/化合物复合物中缺乏主要的结构重组。一旦形成呈递蛋白/化合物复合物，主要结构重组的缺乏导致重组成有利于形成三方复合物的构造的低熵成本。例如，可以使用PyMOL 1.7rc1版(
Figure BDA0002302536010001191
LLC)中的比对命令来测量RMSD的阈值量化。可替代地，可以使用来自算法LigAlign(J.Mol.Graphics and Modelling 2010,29,93-101)的ExecutiveRMS参数计算RMSD。在一些实施方案中，与在与靶蛋白结合前在呈递蛋白/化合物复合物中的化合物相比，在三方复合物中化合物的结构组织(即，分子的原子和键的平均三维构造)基本上没有变化。例如，两个比对的结构的均方根偏差(RMSD)小于1。
实用性和施用
本文所述的化合物和呈递蛋白/化合物复合物可用于本发明的方法中，并且尽管不受理论的束缚，但据信通过其通过与呈递蛋白和靶蛋白的相互作用调节(例如，正或负调节)靶蛋白(例如，真核靶蛋白，诸如哺乳动物靶蛋白或真菌靶蛋白，或原核靶蛋白，诸如细菌靶蛋白)的活性的能力发挥其所希望的作用。
试剂盒
在一些实施方案中，本发明涉及一种用于方便且有效地实施根据本发明的方法的试剂盒。通常，药物包装或试剂盒包括一个或多个装有本发明药物组合物的一种或多种成分的容器。此类试剂盒特别适合于递送固体口服形式，诸如片剂或胶囊。这种试剂盒优选地包括多个单位剂量，并且还可以包括具有按照其预期用途的顺序定向的剂量的卡片。如果需要，例如如果受试者患有阿尔茨海默氏病，则可以例如以数字、字母或其他标记的形式或用指定治疗时间表中可以施用剂量的天数的日历插页提供记忆辅助。可替代地，可以包括以与药物组合物的剂量相似或不同的形式的安慰剂剂量或钙饮食补充剂，以提供其中有每天服用剂量的试剂盒。任选地与此类一种或多种容器相关联的可以是以由管理药物制品的制造、使用或销售的政府机构规定的形式的报告书，所述报告书反映制造、使用或销售机构对人施用的批准。
药物组合物
为了用于治疗人和动物受试者，可以将本发明的化合物配制成药物或兽用组合物。取决于待治疗的受试者、施用方式和所需的治疗类型(例如，预防(prevention)、预防(prophylaxis)或治疗)，以与这些参数相符的方式配制化合物。此类技术的汇总见于Remington:The Science and Practice of Pharmacy,第21版,Lippincott Williams&Wilkins,(2005)；以及Encyclopedia of Pharmaceutical Technology,编J.Swarbrickand J.C.Boylan,1988-1999,Marcel Dekker,New York，其各自以引用的方式并入本文。
本文所述的化合物可以组合物总重量的总计1-95重量％的量存在。可以适合关节内、口服、肠胃外(例如，静脉内、肌肉内)、直肠、皮肤、皮下、局部、透皮、舌下、鼻腔、阴道、膀胱内、尿道内、鞘内、硬膜外、耳内或眼内施用，或通过注射、吸入或与鼻、泌尿生殖、生殖或口腔粘膜直接接触的剂型提供组合物。因此，药物组合物可以是以例如片剂、胶囊、丸剂、粉剂、颗粒、混悬液、乳剂、溶液、包括水凝胶的凝胶、糊剂、软膏剂、乳膏剂、膏药、药膏、渗透递送装置、栓剂、灌肠剂、注射剂、植入物、喷雾剂、适合离子电渗递送的制剂或气雾剂的形式。可以根据常规医药实践来配制组合物。
通常，为了用于治疗，本文所述的化合物可以单独使用或与一种或多种其他活性剂组合使用。与本文所述的化合物组合的其他药物的实例将包括用于治疗相同适应症的药物。与本文所述的化合物组合的潜在药物的另一实例将包括用于治疗不同但相关或有关的症状或适应症的药物。根据施用方式，将化合物配制成合适的组合物以允许方便的递送。可以本领域已知的多种方式配制组合疗法的每种化合物。例如，组合疗法的第一药剂和第二药剂可以一起或分开配制。希望将第一药剂和第二药剂一起配制成用于药剂的同时或接近同时施用。
可以制备本发明的化合物并将其作为包含有效量的本文所述的化合物和药学上可接受的载体或赋形剂的药物组合物使用，如本领域熟知的。在一些实施方案中，组合物包含至少两种不同的药学上可接受的赋形剂或载体。
可以适合全身施用或局部(topical)或局部(local)施用的方式制备制剂。全身性制剂包括设计用于注射(例如，肌肉内、静脉内或皮下注射)的那些制剂，或者可以制备成用于经皮、透粘膜或口服施用。制剂通常包含稀释剂，以及在一些情况下，佐剂、缓冲液、防腐剂等。化合物也可以脂质体组合物的形式或作为微乳剂施用。
对于注射，可以常规形式将制剂制备为液体溶液或混悬液，或适合在注射之前在液体中溶解或混悬的固体形式或者乳剂。合适的赋形剂包括例如水、盐水、右旋糖、甘油等。此类组合物还可以包含一定量的无毒辅助物质，诸如润湿剂或乳化剂、pH缓冲剂等，例如像乙酸钠、脱水山梨糖醇单月桂酸酯等。
还设想药物的各种持续释放系统。参见，例如，美国专利号5,624,677，其以引用的方式并入本文。
全身性施用也可以包括相对无创的方法，诸如使用栓剂、透皮贴剂、透粘膜递送和鼻内施用。口服施用也适用于本发明的化合物。如本领域所理解的，合适的形式包括糖浆、胶囊和片剂。
如本文所述，组合疗法的每种化合物可以本领域已知的多种方式配制。例如，组合疗法的第一药剂和第二药剂可以一起或分开配制。
单独或分开配制的药剂可以作为试剂盒包装在一起。非限制性实例包括但不限于容纳例如两个药丸、药丸和粉剂、小瓶中的栓剂和液体、两种局部乳膏剂等的试剂盒。所述试剂盒可以包括辅助向受试者施用单位剂量的任选组件，诸如用于重构粉剂形式的小瓶、用于注射的注射器、定制的IV递送系统、吸入器等。另外，单位剂量试剂盒可以容纳用于制备和施用组合物的说明书。所述试剂盒可以制造成用于一个受试者的单次使用的单位剂量，或用于特定受试者的多次使用(以恒定剂量或其中单独化合物的功效随治疗进展而变化)；或者试剂盒可以容纳适合向多个受试者施用的多个剂量(“散装包装”)。试剂盒组件可以组装在纸箱、泡罩包装、瓶子、管子等中。
用于口服使用的制剂包括含有与无毒的药学上可接受的赋形剂混合的活性成分的片剂。这些赋形剂可以是例如惰性稀释剂或填充剂(例如，蔗糖、山梨糖醇、糖、甘露糖醇、微晶纤维素、包括马铃薯淀粉的淀粉、碳酸钙、氯化钠、乳糖、磷酸钙、硫酸钙或磷酸钠)；制粒剂和崩解剂(例如，包括微晶纤维素的纤维素衍生物、包括马铃薯淀粉的淀粉、交联羧甲基纤维素钠、藻酸盐或藻酸)；粘合剂(例如，蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇、阿拉伯胶、海藻酸、藻酸钠、明胶、淀粉、预胶化淀粉、微晶纤维素、硅酸铝镁、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇)；以及润滑剂、助流剂和抗粘剂(例如，硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸、二氧化硅、氢化植物油或滑石粉)。其他药学上可接受的赋形剂可以是着色剂、矫味剂、增塑剂、湿润剂、缓冲剂等。
两种或更多种化合物可以在片剂、胶囊或其他媒介物中混合在一起，或者可以分配。在一个实例中，第一化合物被包含在片剂的内部，并且第二化合物在片剂的外部，使得大部分的第二化合物在释放第一化合物之前被释放。
用于口服使用的制剂也可以作为以下提供：可咀嚼片剂；或硬质明胶胶囊，其中活性成分与惰性固体稀释剂(例如，马铃薯淀粉、乳糖、微晶纤维素、碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合；或软质明胶胶囊，其中活性成分与水或油介质例如花生油、液体石蜡或橄榄油混合。粉剂、颗粒和丸剂可以使用上文在片剂或胶囊下提到的成分以常规方式使用例如混合器、流化床设备或喷雾干燥设备来制备。
可以通过适当包衣化合物的片剂、胶囊、丸剂或颗粒制剂或将化合物掺入适当的基质中来实现溶解或扩散控制释放。受控释放包衣可以包含一种或多种以上提到的包衣物质和/或例如虫胶、蜂蜡、糖蜡、蓖麻蜡、巴西棕榈蜡、硬脂醇、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、棕榈硬脂酸甘油酯、乙基纤维素、丙烯酸树脂、dl-聚乳酸、乙酸丁酸纤维素、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、2-羟基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯水凝胶、1,3-丁二醇、乙二醇甲基丙烯酸酯和/或聚乙二醇。在受控释放基质制剂中，基质材料还可以包括例如水合的甲基纤维素、巴西棕榈蜡和硬脂醇、卡波姆934(carbopol 934)、硅酮、三硬脂酸甘油酯、丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯和/或卤代碳氟化合物。
可以掺入本发明的化合物和组合物以口服施用的液体形式包括水溶液、适当调味的糖浆、水性或油悬浮液以及具有可食用油诸如棉籽油、芝麻油、椰子油或花生油的调味乳液以及酏剂和类似药物媒介物。
通常，当施用给人时，本发明组合的任何化合物的口服剂量取决于化合物的性质，并且可以由本领域的技术人员容易地确定。通常，这种剂量通常为每天约0.001mg至2000mg，理想地为每天约1mg至1000mg，并且更理想地为每天约5mg至500mg。每天可能需要高达200mg的剂量。
如本文所述，在组合疗法中每种药物的施用可以独立地每天进行1至4次，持续1天至1年，并且甚至可能是持续受试者的整个生命期。可能指示慢性长期施用。
以下实施例旨在说明代表性数量的化合物的合成以及这些化合物在诱导趋化性和抗真菌活性中的用途。因此，实施例旨在说明但不限制本发明。可以使用常规方法结合本文所述的方法来合成未具体例示的其他化合物。
实施例
实施例1.通用发酵和分离方案
由细菌菌株合成的化合物可以使用以下通用方案进行发酵和分离：
通用发酵方案
菌株：细菌菌株诸如马来西亚链霉菌(Streptomyces malaysiensis)DSM41697，产生FKBP配体的其他产生菌种或基因修饰的衍生物(例如：F1、F2、F3或结构相似的化合物及其类似物)在固体培养基(例如：ISP4)上无菌繁殖。
工作细胞库：使用由在固体培养基板上在30℃下生长3-14天的培养物产生的孢子或菌丝体来接种液体培养物(例如：在250ml锥形瓶中的40ml ATCC172液体培养基)。将培养物在30℃下振荡孵育2-3天。将所得细胞悬浮液与无菌的50％甘油混合，得到含有最终浓度为15-25％的甘油的混合物。将甘油-菌丝体混合物的等分试样(约1ml)在无菌冷冻小瓶中在-80℃下保存，直至进一步使用。
原生种子培养物：将原生种子培养物(例如：在250mL锥形瓶中的40mL ATCC172培养基)用1mL工作细胞库悬浮液孵育。将培养物在具有2英寸曲柄的振荡器上在30℃下在200-220rpm下孵育2-3天。
次生种子培养物：将次生种子培养物(例如：在500mL锥形瓶中的100-200mLATCC172)用原生种子培养物(5％v/v)孵育并且如上所述在各种孵育时间段内进行孵育(例如：18-48h)。
烧瓶中的生产发酵：生产发酵是在容纳0.5L支持这些化合物的生物合成的生产培养基(例如：培养基8430或其衍生物)的1.8L冯巴赫瓶或锥形瓶中进行的。将培养物用如上所述制备的种子培养物以2-5％(v/v)接种，并在如上述条件下孵育3-7天。
生物反应器中的生产发酵：生产发酵是在由BioFlo 300模块控制的生物反应器(7.5L容量，New Brunswick Scientific,NJ,USA)中进行的。将容纳5L灭菌培养基(例如：8430及其衍生物)的生物反应器用种子培养物(2-5％，v/v)接种，并在有或没有诸如溶氧量(例如：10–50％)、螺旋桨速度(例如：200-500rpm)、pH(例如：pH 4.5-7.0)、温度(例如：25–35℃)的控制参数下孵育3–7天，并在适当的情况下饲喂营养。
ISP4(每升)
可溶性淀粉...............10.0g
磷酸氢二钾...............1.0g
硫酸镁USP................1.0g
氯化钠...................1.0g
硫酸铵...................2.0g
碳酸钙...................2.0g
硫酸亚铁.................1.0mg
氯化锰...................1.0mg
硫酸锌...................1.0mg
琼脂.....................20.0g
表2.ATCC#172培养基(每升)
酵母提取物 5g
Difco可溶性淀粉 20g
右旋糖 10g
NZ胺A 5g
碳酸钙 3g
-将蒸馏水添加至1000mL，无需调节pH。
表3. 8430培养基
Figure BDA0002302536010001261
-将蒸馏水添加至1000mL。
-添加主要含油酸酯和棕榈酸酯的Proflo油(4mL/L)作为消泡剂。
表4.*R2微量元素溶液。
元素 量(mg/L)
ZnSO<sub>4</sub>-7H<sub>2</sub>O 40
FeCl<sub>3</sub>-6H<sub>2</sub>O 200
CuCl<sub>2</sub>-2H<sub>2</sub>O 10
MnCl<sub>2</sub>-2H<sub>2</sub>O 10
Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>-10H<sub>2</sub>O 10
(NH<sub>4</sub>)<sub>6</sub>Mo<sub>7</sub>O<sub>24</sub>-4H<sub>2</sub>O 10
通用分离方案
通过离心将产生特定化合物的菌株的发酵液分离为上清液和微生物沉淀。上清液中的目标化合物可以用与水不混溶的溶剂诸如二氯甲烷(DCM)、乙酸乙酯(EtOAc)等进行分区提取或通过与非极性树脂诸如HP20、HP20ss等混合进行固相提取来提取。沉淀中的目标化合物可以使用乙基EtOAc-甲醇(9:1，v/v)重复提取(4X)。汇集微生物提取物以准备在真空中浓缩。可以向所述提取物中添加从HP20珠粒洗脱的物质(使用有机溶剂，诸如甲醇(MeOH)、DCM、乙腈、异丙醇(IPA)等)和/或原始上清液的液/液提取的有机相。
合并的提取物经硅藻土过滤并真空干燥，产生初级粗产物，并称量所述物质。将初级粗产物溶解在最少的100％MeOH或DCM与四氢呋喃(THF)的混合物中。向其中添加诸如硅胶粉末的结合介质，添加到烧瓶中，并在真空中再次干燥以进行正相硅胶柱色谱法。柱床中粗产物与硅胶的比率优选为大约1:5(wt/wt)。可以在
Figure BDA0002302536010001271
正相二氧化硅柱上使用逐步梯度、线性梯度或等度洗脱条件分馏粗物质。洗脱溶剂可以包括己烷、庚烷、乙酸乙酯、乙醇、丙酮、异丙醇或其他有机溶剂或组合。汇集具有一种或多种富集的目标化合物的级分，并干燥，以在LC/MS分析和/或薄层色谱(TLC)分析之后进一步纯化。
可以通过正相或特定的制备型HPLC柱诸如Waters Spherisorb CN、Waters PrepSilica或Kromacil 60-5DIOL实现进一步纯化。洗脱溶剂也可以包括己烷、庚烷、乙酸乙酯、乙醇、丙酮、异丙醇或其他有机溶剂或组合。汇集具有一种或多种富集或纯的目标化合物的级分，并干燥，以在LC/MS分析和/或薄层色谱(TLC)分析之后进一步处理。
根据富集物质和目标化合物特性诸如极性、溶解度等的复杂性，可以通过各种反相制备型HPLC实现额外的纯化。用于分离的反相制备型HPLC色谱柱包括Waters SunfirePrep C18 OBD、Waters Xbridge Prep C18 OBD、Kromacil C4、Thermo Acclaim PolarAdvantage 2和Phenomenex Luna C18。常见的溶剂系统是水与乙腈或甲醇的混合物，其不含或含0.1％甲酸或0.01％三氟乙酸改性剂或25mM甲酸铵缓冲液。洗脱模式可以是线性梯度或等度洗脱。汇集具有一种或多种纯目标化合物的级分，并干燥，以在LC/MS分析和/或薄层色谱(TLC)分析之后进一步处理。
将含有纯化合物的级分进行处理和干燥过程，以获得纯固体物质。反相柱色谱纯化后，某些目标化合物可以用乙酸乙酯或二氯甲烷从水性基质中提取。溶剂去除和干燥技术包括旋转蒸发仪、真空离心蒸发浓缩器和冻干。纯化的目标化合物的纯度和化学结构通过LC-MS(/MS)和NMR技术确定。
实施例2.F2和F3的分离
通过离心分离10L产生F1(目标质量595)、F2(目标质量609)和化合物3(目标质量623)的马来西亚链霉菌发酵液(NRRL B-24313；ATCC BAA-13；DSM 41697；JCM 10672；KCTC9934；NBRC 16446；CGMCC 4.1900；IFO 16448)。F1和F2存在于澄清的发酵液和微生物沉淀中。上清液中的目标化合物用EtOAc以体积比(1:1，v/v)提取一次。将沉淀用1.5L的EtOAc-MeOH(9:1，v/v)提取3次，每次提取用顶置式搅拌器搅拌1h-1.5h。将有机提取物通过硅藻土过滤。将合并的滤液在35℃下蒸发直至干燥，得到大约30g的粗提取物。然后将残留物溶解于90mL DCM-THF(80:20，v/v)中，并向其中添加60g硅胶并在35℃下真空干燥。将干燥的残留物/二氧化硅混合物装载到120g RediSep二氧化硅金料筒上。用100％庚烷至庚烷-EtOAc(6:4，v/v)以线性梯度以85mL/min洗脱化合物30min，并在Teledyne ISCO Combiflash Rf仪器上每种级分收集50mL。
通过TLC，将富集F2的级分用庚烷中的20％至30％EtOAc洗脱。然后将汇集的级分在35℃下浓缩，以提供900mg富集F2的物质，将其进一步在硅胶料筒上再纯化。使用大约1mLDCM溶解所述级分，并添加1.8g硅胶。将干燥的混合物装载到80g RediSep二氧化硅金料筒上。用100％庚烷至庚烷-EtOAc(6:4，v/v)以线性梯度以60mL/min洗脱化合物30min，并且每种级分收集50mL。通过TLC，将纯级分25-28合并，在35℃下真空去除溶剂，以获得300mg的纯F2(β形式)，用于结构阐明和生物学测试。
F2:1H NMR(500MHz,苯-d6)δ7.20–7.13(m,4H),7.0–7.05(m,1H),5.82(s,1H),5.79–5.69(m,2H),5.51(m,1H),5.46–5.35(m,3H),4.60(d,J＝12Hz,1H),3.98–3.90(m,1H),3.63(dqd,J＝13,6.5,3.0Hz,1H),3.22(d,J＝3.6Hz,1H),3.07(td,J＝12,2.8Hz,1H),3.00(t,J＝9.9Hz,1H),2.93(dd,J＝13,4.4Hz,1H),2.63–2.54(m,3H),2.20(d,J＝13Hz,1H),2.11–2.03(m,1H),1.99–1.86(m,2H),1.79–1.71(m,1H),1.68-1.60(m,1H),1.51–1.47(m,1H),1.45(d,J＝6.6Hz,3H),1.37(m,4H),1.31(m,1H),1.30(d,J＝6.6Hz,3H),1.29–1.22(m,2H),1.16–1.08(m,1H),1.04–0.94(m,1H),0.82(t,J＝7.4Hz,3H),0.69(d,J＝6.7Hz,3H)。13C NMR(125MHz,苯-d6)δ209.9,169.7,167.5,141.3,132.2,129.6,129.4,128.7,128.0,127.7,126.4,98.2,79.7,75.5,71.1,51.9,46.9,44.2,44.0,40.4,36.2,35.3,35.3,35.2,34.0,33.3,25.4,25.3,22.5,21.1,17.4,17.1,11.6,9.7。HR-MS[M+Na]+：[C36H51NO7+Na]+计算值：632.3563，实验值：632.3569。
通过TLC和LC-MS分析，将富集化合物3的级分以庚烷中的30％至40％EtOAc洗脱。然后将汇集的级分在35℃下浓缩，以提供500mg富集化合物3的物质，将其通过反相制备型HPLC在Thermo Polar Advantage II柱(5μm，250x 21.2mm)上进一步再纯化。制备型HPLC条件包括水中的70％乙腈加0.1％甲酸，等度洗脱模式，15mL/min，254nm。将富集化合物3的样品溶解在10mL甲醇中，重复10次进样。收集23.5分钟时的目标化合物3峰。在用EtOAc从制备型HPLC汇集的级分中提取并真空去除有机溶剂后，获得250mg纯化合物3。随后通过各种LC-MS和NMR技术确定其化学结构。
F3:1H NMR(500MHz,苯-d6,1:1旋转异构体的混合物)δ7.30(m,1H),7.20-7.10(m,6H),7.10-7.06(m,3H),7.00(m,2H),5.65-5.55(m,2H),5.45(m,1H),5.25-5.15(m,2H),4.98(dd,J＝15,7.3Hz,1H),4.89(dd,J＝8.9,5.0Hz,1H),4.67(dd,J＝15,8.8Hz,1H),4.45(m,2H),4.20(m,1H),4.13(m,1H),3.87(m,1H),3.57(m,2H),3.35-3.05(m,3H),2.72(m,2H),2.65-2.50(m,2H),2.50-2.30(m,6H),2.08(m,1H),1.93(m,1H),1.80-0.90(m,50H)[1.71(d,J＝6.8Hz,3H),1.54(d,J＝6.8Hz,3H)],1.24(d,J＝6.5Hz,3H),1.18(d,J＝6.6Hz,3H),1.08(d,J＝6.8Hz,3H),1.01(m,J＝6.7Hz,3H)],0.73(t,J＝7.5Hz,3H),0.69(t,J＝7.5Hz,3H)。13C NMR(125MHz,苯-d6)δ201.5,199.9,197.8,191.6,170.4,169.5,166.8,166.6,145.4,144.8,140.6,140.5,133.9,131.3,129.7,129.4,129.3,128.8,128.8,128.4,128.3,126.6,126.5,126.0,100.0,99.3,80.6,78.2,73.1,72.4,71.7,70.6,57.1,52.6,51.9,51.1,45.8,45.4,44.2,42.5,42.2,39.8,35.8,35.7,35.6,34.1,33.6,33.4,29.9,29.9,29.3,28.2,27.4,27.1,25.1,25.1,22.3,22.2,21.3,21.2,16.6,16.2,14.6,13.7,11.2,11.1,10.6,9.5。HR-MS[M+H]+：[C36H49NO8+H]+计算值：624.3536，实验值：624.3547。
实施例3.F22的分离
将10L由重组菌株S1806产生的发酵液离心，以获得沉淀和上清液。将颗粒用1.5LEtOAc-MeOH(9:1，v/v)提取3次。合并有机溶剂，并真空浓缩以获得1.8g粗提取物。向其中添加2mL庚烷-THF(4:1，v/v)以便溶解，然后添加2g硅藻土以在旋转蒸发仪上在30℃下去除溶剂后获得干燥的混合物。将干燥的残留物/硅藻土混合物装载到40g RediSep硅胶金料筒上以进行柱色谱法。经25min用100％正庚烷至40％EtOAc的庚烷溶液(v/v)以线性梯度洗脱以20mL/min将化合物分级，每种级分收集50mL。F22(目标质量607)主要在通过LC-MS分析鉴定的级分14中富集。然后将级分14在30℃下真空干燥，得到17.8mg固体物质，将其通过在Thermo Polar Advantage II柱(5μm，250x 21.2mm)上的制备型HPLC进一步纯化。制备型HPLC条件包括水中的90％乙腈加0.1％甲酸，等度洗脱模式，15mL/min，254nm。将样品溶解于1.78mL甲醇中，重复5次进样。收集11.5分钟时的目标F22峰。真空去除溶剂后，获得3.64mg的纯F22。随后通过各种LC-MS/MS和NMR技术确定其化学结构。
实施例4.选定化合物的合成
仪器：
使用Agilent SD-1系统在制备型HPLC上执行纯化。
使用配备有Agilent 1260系列LC泵的Agilent 1260Infinity系统执行电喷雾LC/MS分析。使用的方法是：
分析型HPLC方法1：
Agilent Zorbax Extend C-18反相柱(2.1x50 mm)，1.8μm：
溶剂A：水+0.1％甲酸
溶剂B：乙腈+0.1％甲酸
流速：0.5mL/min
进样量：5μL
柱温：40℃
梯度：
时间，min ％A ％B
0 95 5
3 30 70
10 0 100
13 0 100
14 95 5
16 95 5
分析型HPLC方法2：
ThermoScientific Acclaim,Polar Advantage II,4.6x 150mm，5μm
溶剂A：水+0.1％甲酸
溶剂B：乙腈+0.1％甲酸
流速：0.8mL/min
进样量：5μL
柱温：40℃
等度：
时间，min ％A ％B
0 20 80
6 20 80
7 5 95
9 5 95
10 20 80
12 20 80
使用配备有Agilent 1290系列LC泵的Agilent 1290Infinity系统执行电喷雾UHPLC/MS。使用的柱是相同的。
分析型UHPLC方法1：
Agilent Zorbax Extend C-18反相柱(2.1x50 mm)，1.8μm：
溶剂A：水+0.1％甲酸
溶剂B：乙腈+0.1％甲酸
流速：0.5mL/min
进样量：5μL
柱温：40℃
梯度：
Figure BDA0002302536010001331
纯化方法A：使用ACCLAIM Polar Advantage II(21.2x250mm)柱执行。流速17mL/min，等度70％B。溶剂A为0.1％甲酸水溶液，溶剂B为100％含有0.1％甲酸的乙腈。
F11的合成
(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3S,4R,11S,12R)-12-苄基-3,11-二羟基-4-甲基十四烷-2-基)-2-羟基-4-甲基-3-氧代环氧己烷-2-羰基)哌啶-2-羧酸C-11内酯的合成。F11
Figure BDA0002302536010001341
在氮气下向(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3S,4R,6E,9E,11R,12R)-12-苄基-3,11-二羟基-4-甲基十四烷-6,9-二烯-2-基)-2-羟基-4-甲基-3-氧代环氧己烷-2-羰基)哌啶-2-羧酸C-11内酯(5mg，8.2umol)和10％钯/碳(2mg)以及搅拌珠的混合物中添加乙酸乙酯(1mL)。向烧瓶中装入氢气，并剧烈搅拌1.5小时。用氮气替代氢气气氛，并通过硅藻土过滤反应物。用更多的乙酸乙酯洗涤硅藻土垫，并真空蒸发溶剂。残留物通过硅胶色谱法纯化，用乙酸乙酯:己烷40:60至100:0梯度洗脱，得到标题化合物。
1H NMR(CDCl3,500MHz):δ7.28(m,2H),7.19(m,1H),7.13(d,J＝6.98Hz,2H),5.65(s,1H),5.26(d,J＝4.92Hz,1H),5.11(m,1H),4.67(d,J＝13.02Hz,1H),4.02(dd,J＝10.67,1.13Hz,1H),3.35(m,1H),3.23-3.10(m,2H),2.72(dd,J＝13.85,5.50Hz,1H),2.50(dd,J＝13.93,9.25Hz,1H),2.39(m,1H),1.95-1.73(m,5H),1.71-1.15(m,25H),1.03(d,J＝6.71Hz,3H),0.85(t,J＝7.42Hz,3H),0.79(d,J＝6.82Hz,3H)ppm。
13C NMR(CDCl3,500MHz):δ210.5,170.3,167.4,140.5,129.0,128.3,126.0,97.8,79.1,76.9,71.1,52.0,45.9,43.9,43.5,39.9,36.3,35.1,33.1,32.3,31.9,29.1,27.9,27.1,25.8,25.1,23.4,22.1,21.1,20.0,17.0,16.6,11.5,8.9ppm。
MS(ESI)：(C36H55NO7+H)+的计算值：614.4057，实测值：614.4066。
F24的合成
(S)-1-(2-((2R,3R,6S)-6-((2R,3R,4S,6E,9E,11R,12R)-12-苄基-3,11-二羟基-4-甲基-5-氧代十四烷-6,9-二烯-2-基)-2-羟基-3-甲基四氢-2H-吡喃-2-基)-2-氧代乙酰基)哌啶-2-羧酸C-11内酯的合成。
Figure BDA0002302536010001351
在氮气下向F3(24.2mg，36.7μmol)在乙酸乙酯(1mL)中的溶液中添加10％Pd/C(12mg，50％w/w)。向烧瓶中装入氢气，并将悬浮液在室温下搅拌30min。用氮气替代氢气，然后通过硅藻土过滤反应混合物。真空浓缩滤液，得到24mg粗产物，将其一部分用方法A纯化，得到白色固体的四氢WDB-003(11mg，47.8％)。TLC：(50/50庚烷/乙酸乙酯)Rf＝0.45。
1H NMR(400MHz,C6D6,1:0.3旋转异构体混合物，星号(*)指示与次要异构体相关的峰)δ7.25-7.0(m,5H),6.18*(s,1H),5.33-5.28(m,2H),5.11*(d,J＝12Hz,1H),4.92*(m,1H),4.45*(d,J＝12Hz,1H),4.24(m,1H),4.06*(td,J＝8Hz,1H),3.40(dd,J＝4Hz,1H),3.88(t,J＝8Hz,1H),3.65(d,J＝12Hz,1H),3.30(td,J＝12Hz,1H),3.02*(td,J＝12,4Hz,1H),2.84*(m,1H),2.74(dd,16,8Hz,1H),2.65(q,8Hz,1H),2.61-2.48(m,2H),2.38-2.09(m,5H),1.73-1.54(m,6H),1.47-1.02(m,28H),0.90(m,4H),0.80(t,J＝8Hz,3H),0.73*(t,J＝8Hz,3H)ppm。
13C NMR(400MHz,C6D6)δ:212.59,197.51,170.64,166.70,140.93,129.39,128.77,128.17,127.94,126.43,99.30,76.54,72.64,71.61,52.46,51.24,46.46,45.30,41.62,40.82,36.20,35.31,32.09,29.96,29.47,27.67,26.17,25.71,24.92,22.57,21.78,21.59,16.59,13.68,11.49,10.37ppm。MS(ESI)：(C36H53NO8+Na)+计算值：650.37，实测值：650.3。
F25的合成
(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3R,4S,11S,12R)-12-苄基-3,11-二羟基-4-甲基-5-氧代十四烷-2-基)-2-羟基-4-甲基-3-氧代环氧己烷-2-羰基)哌啶-2-甲酸C-11内酯的合成。
Figure BDA0002302536010001361
在氮气下通过注射器将二甲基甲硅烷基三氟甲磺酸叔丁酯(6.9μL，30.1μmol)添加到(S)-1-(2-((2R,3R,6S)-6-((2R,3R,4S,6E,9E,11R,12R)-12-苄基-3,11-二羟基-4-甲基-5-氧代十四烷-6,9-二烯-2-基)-2-羟基-3-甲基四氢-2H-吡喃-2-基)-2-氧代乙酰基)哌啶-2-甲酸C-11内酯-F24(18.8mg，30.1μL)和三乙胺(4.0μL，30.1μL)在二氯甲烷(2mL)中的冰冷却的溶液中。将所得溶液在0℃下搅拌15min，然后使其升温至室温，历时2h。将反应物冷却至0℃，并添加第二部分的三乙胺(4.0μL，30.1μL)和二甲基甲硅烷基三氟甲磺酸叔丁酯(6.9μL，30.1μmol)。再次使反应物升温至室温，并在氮气下搅拌16h。添加二氯甲烷(10mL)和0.5M碳酸氢钠水溶液(10mL)，且分离有机层并用5％盐水溶液(10mL)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤，并将滤液真空浓缩。使用方法A纯化粗产物，得到白色固体的起始物质(2.52mg)和白色固体的标题化合物(4.51mg)。
1H NMR(400MHz,C6D6)δ7.26-7.16(m,4H),7.07(tt,J＝6.4,2Hz,1H),5.58(s,1H),5.39(d,J＝4.8Hz,1H),5.17(m,1H),4.67(d,J＝12.4Hz,1H),4.29(d,J＝10.8Hz,1H),3.42(m,1H),3.06(td,J＝11.2,2.8Hz,1H),2.92(t,J＝10Hz,1H),2.85(m,1H),2.75(s,1H),2.66(dd,J＝14,5.6Hz,1H),2.52(dd,J＝14,9.2Hz,1H),2.35(m,1H),2.28(m,1H),1.84(m,2H),1.68-1.59(m,2H),1.46-1.06(m,23H),0.88(m,4H),0.82(t,3H,J＝7.2Hz)ppm。
13C NMR(400MHz,C6D6)δ:226.15,210.53,209.8,179.03,167.59,140.84,129.40,128.77,128.18,127.9,126.45,98.16,79.21,76.85,70.48,52.20,46.07,44.46,43.88,42.76,36.67,35.30,35.14,32.88,30.53,27.94,25.49,25.32,24.57,22.39,21.36,20.72,16.98,15.16,11.68,9.08ppm。
MS(ESI)：(C36H53NO8+Na)+计算值：650.37，实测值：650.3。
实施例5.环孢霉素类似物的合成
通用方案
例如，根据Li等人，J.Org.Chem 2000(65),2951的方法，已经使用溶液相肽合成制备了超过2,000种环孢霉素类似物。在环孢霉素的氨基酸序列：环-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-MeLeu4-Val5-MeLeu6-Ala7)中，从D-Ala8到Sar3的多肽段可以被视为负责与亲环蛋白A的大部分结合的“恒定”区。因此，可以通过合成MeLeu4-Val5-MeLeu6-Ala7片段的四肽替代物，然后进行延伸和环化来制备保留亲环蛋白结合的环孢霉素类似物。
在用于合成环-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-Gly4-Gly5-Gly6-Gly7)的具体实例中，在存在2,6-二甲基吡啶和BDMP(5-(1H-苯并三唑-1-基氧基)-3,4-二氢-1-甲基2H-吡咯六氯锑酸盐)的情况下将Fmoc-Gly-OH和Ala-OBzl偶联，得到Fmoc-Gly-Gly-OBzl。用二乙胺去除Fmoc基团，然后与Fmoc-Gly-OH偶联(由BDMP促进)产生Fmoc-Gly-Gly-Gly-OBzl。Fmoc去除和Fmoc-Gly-OH偶联的另一迭代产生Fmoc-Gly-Gly-Gly-Gly-OBzl。可以根据Li等人提供的方法将这种适当保护的四肽精心制作成环孢霉素类似物环-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-Gly4-Gly5-Gly6-Gly7)。
实施例6.本发明的环肽化合物的合成
通用方案
可以使用Ishizawa等人，J.Am.Chem.Soc.2013(135),5433描述的通用方法。制备合成的恒定区，其中末端终止于羧酸和(2-氯乙酰氨基)-酰化胺(任一取向)。随后，从Fmoc-Gly-Wang树脂开始，使用标准Fmoc固相肽合成(SPPS)制备肽可变区。在内部位置掺入半胱氨酸残基以实现随后的大环化。线性多肽与合成的恒定区偶联，然后使用三氟乙酸从树脂上裂解。为了促进大环化，将肽用在DMSO中的三乙胺处理。
实施例7.化合物与亲环蛋白A的结合
可以使用以下方案确定本发明的化合物与亲环蛋白A的结合。
通用方案
所述方案利用Perkin Elmers AlphaLISA技术平台以通过测量对生物素化环孢霉素A与FLAG标记的亲环蛋白A结合的抑制来检测环孢霉素类似物。
试剂：10x TBST缓冲液(Boston BioProducts IBB-181)、生物素化环孢霉素A(内部)、FLAG标记的亲环蛋白A(内部)；抗FLAG供体珠(PerkinElmer AS103)和链霉亲和素受体珠(PerkinElmer AL125)；DMSO中的化合物(内部)、环孢霉素A(LC Labs目录号C-6000)。
设备：Biotek Synergy2、Janus MTD头部移液器、Eppendorf重复移液器
供应商：White 96孔Corning 1/2区域板(目录号3642)、96孔聚丙烯全裙(180ul)PCR板、用于Janus MTD头部移液器的96孔Viaflow P20吸头。
测定法的实验方案/描述：向96孔板的每个孔中添加20uL 6nM生物素化CsA工作储备液。使用Janus MTD头和P20吸头向板的每个孔(对照孔除外)中添加1uL测试化合物(100％DMSO)。向阴性对照孔中添加1uL DMSO，并且向阳性对照孔中添加1uL 500uM环孢霉素A溶液。在黑暗中，向每个孔中添加20uL组合供体/受体珠。在室温下在黑暗中孵育30分钟。在黑暗中，向每个孔中添加10uL的25nM Flag标记的CypA工作储备液。在室温下在黑暗中孵育60分钟。使板避光，直到在Biotek Synergy2读板器上读数；Alphalisa 96孔方案(680激发/615发射)。
结果：如表5所示确定104种环孢霉素类似物对亲环蛋白A的结合亲和力。
表5.亲环蛋白A与环孢霉素类似物的结合
Figure BDA0002302536010001391
Figure BDA0002302536010001401
实施例8.化合物与FKBP12的结合
可以使用以下方案确定本发明的化合物与FKBP12的结合。
通用方案
所述方案利用Perkin Elmers AlphaLISA技术平台以通过测量生物素化FK506与FLAG标记的FKBP12结合的抑制来检测FKBP结合物。
试剂：10x TBST缓冲液(Boston BioProducts IBB-181)、生物素化FK506(内部)、FLAG标记的FKBP(内部)；抗FLAG供体珠(PerkinElmer AS103)和链霉亲和素受体珠(PerkinElmer AL125)；DMSO中的化合物(内部)、FK506。
设备：Biotek Synergy2、Janus MTD头部移液器、Eppendorf重复移液器
供应商：White 96孔Corning 1/2区域板(目录号3642)、96孔聚丙烯全裙(180ul)PCR板、用于Janus MTD头部移液器的96孔Viaflow P20吸头。
测定法的实验方案/描述：向96孔板的每个孔中添加20uL的12.5nM FKBP-FLAG工作储备液。使用Janus MTD头和P20吸头向板的每个孔(对照孔除外)中添加1uL测试化合物(100％DMSO)。向阴性对照孔中添加1uL DMSO，并且向阳性对照孔中添加1uL 50uM FK506溶液。在黑暗中，向每个孔中添加20uL组合供体/受体珠。在室温下在黑暗中孵育30分钟。在黑暗中，向每个孔中添加10uL的5nM生物素化FK506工作储备液。在室温下在黑暗中孵育60分钟。使板避光，直到在Biotek Synergy2读板器上读数；Alphalisa 96孔方案(680激发/615发射)。
结果：如表6中所示确定选定化合物的FKBP12结合。
表6.FKBP12结合
Figure BDA0002302536010001411
Figure BDA0002302536010001421
实施例9.用于测量化合物与FKBP12的结合的SPR方案
所述方案利用表面等离子体共振(SPR)作为确定化合物(分析物)与固定的FKBP12(配体)的结合的动力学(KD、Ka、Kd)的方法。
试剂：100％DMSO中的化合物(内部)、10X HBS-P+缓冲液(GE Healthcare BR-1006-71)、测定缓冲液(1X HBS-P+缓冲液，1％DMSO)、12x HIS标记的FKBP12(内部)。
设备：BIACORETM X100(GE Healthcare)
供应商：NTA传感器芯片(GE Healthcare BR-1000-34)
实验方案：实验在25℃下执行。将12XHIS标记的FKBP12的储备溶液在测定缓冲液中稀释至100nM(最终1％DMSO)。将大约500-600RU的FKBP12固定在激活的NTA芯片的两个流动池之一上。第二流动池未激活，以作为分析物与传感器芯片的非特异性相互作用的参考。将在相同测定缓冲液中系列稀释(最终1％DMSO)的各种浓度的化合物(1nM-1μM范围)以10μl/min的流速注射到FKBP12表面和参考表面上。表面在分析物注射液与350mM EDTA之间再生。
数据拟合：使用BiaEvaluation软件程序进行数据拟合。对于参考流动池和缓冲液注射液均参考减去所有数据。对于动力学分析，数据局部地拟合为1:1相互作用模型。
表7.FKBP12结合数据
Figure BDA0002302536010001431
实施例10.通过SPR确定F2和F11与FKBP12的结合
所述方案利用表面等离子体共振(SPR)作为确定F2和F11(分析物)与固定的FKBP12(配体)的结合的动力学(KD、Ka、Kd)的方法。
试剂：100％DMSO中的F2和F11(内部)、10X HBS-P+缓冲液(GE Healthcare BR-1006-71)、测定缓冲液(1X HBS-P+缓冲液，1％DMSO)、12x HIS标记的FKBP12(内部)。
设备：BIACORETM X100(GE Healthcare)
供应商：NTA传感器芯片(GE Healthcare BR-1000-34)
实验方案：实验在25℃下执行。将12XHIS标记的FKBP12的储备溶液在测定缓冲液中稀释至100nM(最终1％DMSO)。将大约500-600RU的FKBP12固定在激活的NTA芯片的两个流动池之一上。第二流动池未激活，以作为分析物与传感器芯片的非特异性相互作用的参考。将在相同测定缓冲液中系列稀释(最终1％DMSO)的各种浓度的F2或F11(1nM-1μM范围)以10μl/min的流速注射到FKBP12表面和参考表面上。表面在分析物注射液与350mM EDTA之间再生。
数据拟合：使用BiaEvaluation软件程序进行数据拟合。对于参考流动池和缓冲液注射液均参考减去所有数据。对于动力学分析，数据局部地拟合为1:1相互作用模型。
结果：F2与FKBP 12的结合的值为：Ka(1/Ms)：4.50x 104；Kd(1/s)：5.94x 10-4；且KD：13.2nM。
F11与FKBP12的结合的值为：Ka(1/Ms)：5.67x 105；Kd(1/s)：8.8x 10-3；且KD：15.6nM。
实施例11.化合物的细胞渗透性的确定
可以使用以下方案确定化合物的细胞渗透性。
通用方案
所述方案利用修饰的FKBP或亲环蛋白不稳定突变体来确定FKBP结合化合物或亲环蛋白结合化合物在全细胞测定中的生物活性。
试剂：DMEM，不含酚红、具有10％FBS、1X丙酮酸钠、1X谷氨酰胺(Glutamax)的DMEM。每孔添加125μl含化合物的培养基。
设备：Biotek Synergy2、Janus MTD头部移液器、Eppendorf重复移液器
供应商：White 96孔Corning 1/2区域板(目录号3642)、96孔聚丙烯全裙(180ul)PCR板、用于Janus MTD头部移液器的96孔Viaflow P20吸头。
测定法的实验方案/描述：将HeLa-FKBP12细胞(用于FKBP结合化合物)或HeLa-亲环蛋白A细胞(用于亲环蛋白结合化合物)铺板，并以5k/孔接种过夜(大约～18小时)。使用多通道移液器，取出旧培养基，并添加～125ul新的含化合物的培养基。使用不含酚红、具有10％FBS、1X丙酮酸钠、1X谷氨酰胺的DMEM稀释化合物。每孔添加125μL含化合物的培养基。用以下浓度的化合物处理细胞：30、10、3.33、1.11、0.37、0.12、0.04和0.013uM。在72小时获取时间点，并使用带有激发/发射：575/620的读板器读取板。
计算：细胞结合/渗透性以倍数变化(处理样品的总RFU/DMSO处理的样品的总RFU或高于背景的总RFU(总RFU减去DMSO处理的样品的总RFU)计算。
结果：如表8中所示，收集选定化合物的细胞渗透性数据。
表8.生物传感器渗透性
Figure BDA0002302536010001451
Figure BDA0002302536010001461
实施例12.呈递蛋白/化合物复合物与靶蛋白的结合
可以使用以下方案确定本发明的呈递蛋白/化合物复合物与靶蛋白的结合。
亲环蛋白A复合物的通用方案
所述方案利用Perkin Elmers AlphaLISA技术平台以通过测量6xHIS标记的靶蛋白+FLAG标记的亲环蛋白A和环孢霉素化合物的结合来检测环孢霉素类似物。
试剂：10x TBST缓冲液(Boston BioProducts IBB-181)、MgCl2(Sigman)、6xHIS标记的靶蛋白(内部)、FLAG标记的亲环蛋白A(内部)；抗FLAG供体珠(PerkinElmer AS103)和链霉亲和素受体珠(PerkinElmer AL125)；DMSO中的化合物(内部)、环孢霉素A(LC Labs目录号C-6000)。
设备：Biotek Synergy2、Janus MTD头部移液器、Eppendorf重复移液器。
供应商：White 96孔Corning 1/2区域板(目录号3642)、96孔聚丙烯全裙(180ul)PCR板、用于Janus MTD头部移液器的96孔Viaflow P20吸头。
测定法的实验方案/描述：向96孔板的每个孔中添加20uL的250nM 6xHIS标记的靶蛋白工作储备液。使用Janus MTD头和P20吸头向板的每个孔(对照孔除外)中添加1uL测试化合物(100％DMSO)。向对照孔中添加1uL的DMSO。在黑暗中，向每个孔中添加20uL组合供体/受体珠。在室温下在黑暗中孵育30分钟。在黑暗中，向每个孔中添加10uL的10uM Flag标记的CypA工作储备液。在室温下在黑暗中孵育60分钟。使板避光，直到在Biotek Synergy2读板器上读数；Alphalisa 96孔方案(680激发/615发射)。
FKBP12复合物的通用方案
所述方案利用Perkin Elmers AlphaLISA技术平台以通过测量6xHIS标记的靶蛋白+FLAG标记的FKBP12和FKBP结合化合物的结合来检测化合物。
试剂：10x TBST缓冲液(Boston BioProducts IBB-181)、MgCl2(Sigman)、6xHIS标记的靶蛋白(内部)、FLAG标记的FKBP12(内部)；抗FLAG供体珠(PerkinElmer AS103)和链霉亲和素受体珠(PerkinElmer AL125)；DMSO中的化合物(内部)、FK506。
设备：Biotek Synergy2、Janus MTD头部移液器、Eppendorf重复移液器。
供应商：White 96孔Corning 1/2区域板(目录号3642)、96孔聚丙烯全裙(180ul)PCR板、用于Janus MTD头部移液器的96孔Viaflow P20吸头。
测定法的实验方案/描述：向96孔板的每个孔中添加20uL的250nM 6xHIS标记的靶蛋白工作储备液。使用Janus MTD头和P20吸头向板的每个孔(对照孔除外)中添加1uL测试化合物(100％DMSO)。向对照孔中添加1uL的DMSO。在黑暗中，向每个孔中添加20uL组合供体/受体珠。在室温下在黑暗中孵育30分钟。在黑暗中，向每个孔中添加10uL的10uM Flag标记的FKBP12工作储备液。在室温下在黑暗中孵育60分钟。使板避光，直到在BiotekSynergy2读板器上读数；Alphalisa 96孔方案(680激发/615发射)。
实施例13.通过SPR确定呈递蛋白/化合物复合物与靶蛋白的结合
所述方案利用表面等离子体共振(SPR)作为确定哺乳动物靶蛋白(分析物)与固定的FKBP12-化合物二元复合物(配体)结合的动力学(KD、Ka、Kd)的方法。
试剂：100％DMSO中的化合物(内部)、10X HBS-P+缓冲液(GE Healthcare BR-1006-71)、测定缓冲液(1X HBS-P+缓冲液，1％DMSO，1μM F2)、12x HIS标记的FKBP12(内部)、哺乳动物靶蛋白(内部)。
设备：BIACORETM X100(GE Healthcare)
供应商：NTA传感器芯片(GE Healthcare BR-1000-34)
实验方案：实验在25℃下执行。将12XHIS标记的FKBP12的储备溶液在含有1μM化合物的测定缓冲液中稀释至100nM(最终1％DMSO)。将大约200-400RU的FKBP12固定在激活的NTA芯片的两个流动池之一上。第二流动池未激活，以作为分析物与传感器芯片的非特异性相互作用的参考。将在含有1μM化合物的相同测定缓冲液中系列稀释(最终1％DMSO)的各种浓度的靶蛋白(1nM-1μM范围)以10μl/分钟的流速注射到FKBP12表面和参考表面上。表面在分析物注射液与350mM EDTA之间再生。
数据拟合：使用BiaEvaluation软件程序进行数据拟合。对于参考流动池和缓冲液注射液均参考减去所有数据。对于动力学分析，数据局部地拟合为1:1相互作用模型。
实施例14.通过SPR确定FKBP12/F2复合物与CEP250的结合
所述方案利用表面等离子体共振(SPR)作为确定CEP250(分析物)与固定的FKBP12-F2二元复合物(配体)结合的动力学(KD、Ka、Kd)的方法。
试剂：100％DMSO中的F2(内部)、10X HBS-P+缓冲液(GE Healthcare BR-1006-71)、测定缓冲液(1X HBS-P+缓冲液、1％DMSO、1μM F2)、12x HIS标记的FKBP12(内部)、CEP25029.2(残基1982-2231)和CEP25011.4(残基2134-2231)(内部)。
设备：BIACORETM X100(GE Healthcare)
供应商：NTA传感器芯片(GE Healthcare BR-1000-34)
实验方案：实验在25℃下执行。将12XHIS标记的FKBP12的储备溶液在含有1μM F2的测定缓冲液中稀释至100nM(最终1％DMSO)。将大约200-400RU的FKBP12固定在激活的NTA芯片的两个流动池之一上。第二流动池未激活，以作为分析物与传感器芯片的非特异性相互作用的参考。将在含有1μM F2的相同测定缓冲液中系列稀释(最终1％DMSO)的各种浓度的CEP250(1nM-1μM范围)以10μl/min的流速注射到FKBP12表面和参考表面上。表面在分析物注射液与350mM EDTA之间再生。
数据拟合：使用BiaEvaluation软件程序进行数据拟合。对于参考流动池和缓冲液注射液均参考减去所有数据。对于动力学分析，数据局部地拟合为1:1相互作用模型。
结果：FKBP12/F2复合物与CEP25011.4和CEP25029.2结合的k值分别为：Ka(1/Ms)：5.71x 105；Kd(1/s)：3.09x 10-3；且KD：5.4nM以及Ka(1/Ms)：3.11x 105；Kd(1/s)：9.25x 10-5；且KD：0.29nM。
实施例15.通过ITC确定呈递蛋白/化合物复合物与靶蛋白的结合
通用方案
所述方案利用等温滴定量热法(ITC)直接测量与呈递蛋白(例如，FKBP、亲环蛋白)-化合物二元复合物与靶蛋白结合相关联的热变化。热变化的测量允许准确地确定缔合常数(Ka)、反应化学计量(N)和结合焓的变化(ΔH)。
试剂：100％DMSO中的化合物(内部)、蛋白质缓冲液(10mM HEPES，pH 7.5、75mMNaCl、0.5mM TCEP)、测定缓冲液(蛋白质缓冲液+1％DMSO)、呈递蛋白(例如，FKBP、亲环蛋白)(内部)、靶蛋白(内部)。
设备：MicroCalTM ITC200(GE Healthcare)
实验方案：将呈递蛋白(例如，FKBP、亲环蛋白)储备溶液在测定缓冲液中稀释到10μM(最终1％DMSO)。将化合物添加到呈递蛋白中至20μM(最终1％DMSO)，并在5-10min的预孵育时间后将二元复合物填充到ITC装置的反应池中。将靶蛋白储备液在测定缓冲液中稀释至50μM，并补充20μM化合物(最终1％DMSO)，然后将其填充到注射器中。还在不存在化合物的情况下进行对照实验，以确定与操作伪像相关联的热量以及滴定剂从注射器注入反应池时的稀释度。数据收集和分析如针对FKBP12-F2和FKBP12-F11二元复合物与CEP250的结合所描述的。
实施例16.通过ITC确定FKBP12/F2和FKBP12/F2复合物与CEP250的结合
所述方案利用等温滴定量热法(ITC)直接测量与FKBP12-F2和FKBP12-F11二元复合物与CEP250结合相关联的热变化。热变化的测量允许准确地确定缔合常数(Ka)、反应化学计量(N)和结合焓的变化(ΔH)。
试剂：100％DMSO中的F2和F11(内部)、蛋白质缓冲液(10mM HEPES，pH 7.5、75mMNaCl、0.5mM TCEP)、测定缓冲液(蛋白质缓冲液+1％DMSO)、FKBP12(内部)、CEP25029.4(残基1982-2231)和CEP25011.4(残基2134-2231)(内部)。
设备：MicroCalTM ITC200(GE Healthcare)
实验方案：将FKBP12储备溶液在测定缓冲液中稀释至10μM(最终1％DMSO)。将化合物添加到FKBP12中至20μM(最终1％DMSO)，并在5-10min的预孵育时间后将二元复合物填充到ITC装置的反应池中。将CEP250蛋白储备液在测定缓冲液中稀释至50μM，并补充20μM化合物(最终1％DMSO)，然后将其填充到注射器中。还在不存在化合物的情况下进行对照实验，以确定与操作伪像相关联的热量以及滴定剂从注射器注入反应池时的稀释度。更详细的实验参数示于以下表11和表12中：
表9.ITC实验参数
实验装置：MicroCalTM iT200(GE Healthcare)
样品池体积[μl] 270
注射器体积[μl] 40
实验参数
注射总次数 19
池温[℃] 25
参考功率[μCal/s] 5
初始延迟[s] 200
搅拌速度[rpm] 750
注射参数
体积[μl] 2
持续时间[s] 4
间隔[s] 170-200
过滤时间[s] 5
反馈模式/增益 高
表10.ITC的蛋白质和配体浓度
最终蛋白质和配体浓度
Figure BDA0002302536010001521
数据拟合：根据以下程序，将数据用Origin ITC200软件拟合：
1)读取原始数据
2)在“mRawITC”中：调整积分峰和基线，对所有峰进行积分
3)在“ΔH”-数据控制中：删除不良数据(注入#1和其他伪像)，减去直线(背景减法)
4)在“ΔH”-模型拟合中：选择一组位点模型，使用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt)算法执行拟合，直到卡方(Chi Square)不再进一步减小，以“完成(done)”结束(基于拟合计算参数N、Ka和ΔH)以下表11汇总了FKBP12-F2和FKBP12-F11二元复合物与CEP250的结合的ITC测量值。
表11.ITC测量值
Figure BDA0002302536010001531
＊Kd(由Ka＝1/Kd计算)
＊＊ΔH
＊＊＊T＊ΔS(由等式(-TΔS＝ΔG-ΔH)计算)
＊＊＊＊ΔG＝-RT In Ka＝RT In Kd
结果：总体而言，FKBP12-F2和FKBP12-F11二元复合物与CEP25011.4和CEP25029.4结合的数据显示出相似的相互作用参数。所有组合的Kd值均相似。所有相互作用均显示出几乎相同的热力学曲线，其中结合的特征在于纯焓结合模式(-T*ΔS项为正并且对吉布斯自由能没有贡献)。CEP25011.4/F2/FKBP12的晶体结构证明，所有相互作用的结合化学计量比均为N＝0.5-0.6，并支持1个CEP250同源二聚体与2个FKBP12分子结合的结合比为1∶2。
实施例17.三元复合物的晶体学结构确定
通用方案
所述方案描述了特定FKBP12-化合物-靶蛋白三元复合物的结构的结晶和结构确定方法。
试剂：100％DMSO中的化合物(内部)、FKBP12(内部)和哺乳动物靶蛋白(内部)。
设备：Superdex 200(GE Healthcare)
实验方案：将3:1摩尔过量的化合物添加到在12.5mM HEPES pH 7.4、75mM NaCl缓冲液中的FKBP12中，并在4℃下孵育过夜。将3:1摩尔过量的FKBP12-化合物二元复合物添加到靶蛋白中，并在4℃下孵育过夜以完成三元复合物的形成。通过凝胶过滤纯化在Superdex200柱上在12.5mM HEPES pH 7.4、75mM NaCl中分离纯的三元复合物。使用各种缓冲液、表面活性剂和盐溶液，通过坐滴式蒸汽扩散，将纯化的复合物(10-20mg/ml)在22℃下进行结晶。为了收集数据，将晶体转移到含有补充有20-25％甘油的母液的溶液中，并且然后将其在液氮中冷冻。在高级光子源(APS)上收集衍射数据集，并使用HKL程序进行处理。使用CCP4套件中的程序PHASER，使用FKBP12(PDB-ID 1FKD)的已公开结构作为搜索模型，获得分子替代溶液。根据标准协议用软件包CCP4和COOT执行后续的模型构建和细化。
实施例18.FKBP12/F2和FKBP12/F11复合物与CEP250的三元复合物的晶体学结构确定
所述方案描述了FKBP12-化合物2-CEP250和FKBP12-F11-CEP250三元复合物的结构的结晶和结构确定方法。
试剂：100％DMSO中的F2和F11(内部)、FKBP12(内部)和CEP25011.4(残基2134-2231)(内部)。
设备：Superdex 200(GE Healthcare)
实验方案：将3:1摩尔过量的F2或F11添加到在12.5mM HEPES pH 7.4、75mM NaCl缓冲液中的FKBP12中，并在4℃下孵育过夜。将3:1摩尔过量的FKBP12-F2或FKBP12-F11二元复合物添加到CEP25011.4中，并在4℃下孵育过夜以完成三元复合物的形成。通过凝胶过滤纯化在Superdex 200柱上在12.5mM HEPES pH 7.4、75mM NaCl中分离纯的三元复合物。使用坐滴式蒸汽扩散在22℃下对纯化的复合物(10-20mg/ml)进行结晶。FKBP12-F2-CEP250晶体在含有0.2M丙二酸钠、0.1M HEPES 7.0、21％PEG 3350的孔溶液中生长。FKBP12-F11-CEP250晶体在含有0.1M Tris pH 8.5、0.2M三甲胺N-氧化物、22-24％PEG2000 MME的孔溶液中生长。为了收集数据，将晶体转移到含有补充有20-25％甘油的母液的溶液中，并且然后将其在液氮中冷冻。在高级光子源(APS)上收集衍射数据集，并使用HKL程序进行处理。使用CCP4套件中的程序PHASER，使用FKBP12(PDB-ID 1FKD)的已公开结构作为搜索模型，获得分子替代溶液。根据标准协议用软件包CCP4和COOT执行后续的模型构建和细化。
结果：FKBP12-F2-CEP250的整体结构：在FKBP12和CEP250与F2复合的结构中，两个FKBP12单体与CEP250的同源二聚体结合。两个CEP250单体形成卷曲螺旋结构。不对称单元上有四个异源二聚体，它们的总体构型基本上相同。模型包含FKBP12的残基Met1至Glu108和CEP250的残基Asp2142至His2228。电子密度显示出配体F2的明确结合模式，包括配体的取向和构象。
涉及结合F2的CEP250残基是L2190、Q2191、V2193、A2194、M2195、F2196、L2197和Q2198。涉及与FKBP12结合的CEP250残基是A2185、S2186、S2189、Q2191、M2195、Q2198、V2201、L2202、R2204、D2205、S2206、Q2208、Q2209和Q2212。
三元复合物的总包埋表面积是
Figure BDA0002302536010001551
CEP250的总包埋表面积是
Figure BDA0002302536010001552
其中
Figure BDA0002302536010001553
由FKBP12贡献，并且由F2贡献。
F2与CEP250之间的三元复合物中100％的结合相互作用是范德华力或π-π相互作用。相比之下，雷帕霉素与mTOR之间的结合相互作用100％是范德华力或π-π相互作用，并且FK506与钙调磷酸酶之间89％的结合相互作用是范德华力或π-π相互作用，而11％的相互作用是氢键(从C13和C15 OMe到Trp 352N-H的两个H键)。
FKBP12-F11-CEP250的整体结构：在FKBP12和CEP250与F11复合的结构中，一个FKBP12单体与CEP250的同源二聚体结合。两个CEP250单体形成卷曲螺旋结构。晶体在不对称单元中含有异源三聚体(一个FKBP12和两个CEP250)。模型包含FKBP12的残基Met1至Glu108和CEP250的残基Ser2143至His2228。FKBP12(18-19)的一个短环区域尚未完全由电子密度定义，并且未包含在模型中。电子密度显示配体F11的明确结合模式，包括配体的取向和构象。
涉及结合F2的CEP250残基是L2190、Q2191、V2193、A2194、M2195、F2196、L2197和Q2198。涉及与FKBP12结合的CEP250残基是Q2182、A2185、S2186、S2189、Q2191、M2195、Q2198、V2201、L2202、R2204、D2205、S2206、Q2208、Q2209和Q2212。
三元复合物的总包埋表面积是
Figure BDA0002302536010001561
CEP250的总包埋表面积是
Figure BDA0002302536010001562
其中
Figure BDA0002302536010001563
由FKBP12贡献，并且
Figure BDA0002302536010001564
由F2贡献。
以下表12和表13列出了最终结构的统计。
表12.FKBP12-F2-CEP250
Figure BDA0002302536010001565
1REFMAC5中定义的值，无σ截止
2 测试设置包括2.4％的测量反射
3 与几何目标值的均方根偏差
4 用MOLEMAN计算
5 用PROCHECK计算
表13.FKBP12-F11-CEP250
Figure BDA0002302536010001571
1 REFMAC5中定义的值，无σ截止
2 测试设置包括5.1％的测量反射
3 与几何目标值的均方根偏差
4 用MOLEMAN计算
5 用PROCHECK计算
实施例19.包括交联基团的化合物的合成
含丙烯酰胺的环孢霉素类似物的合成
Figure BDA0002302536010001581
所有试剂和溶剂均购自Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.。Fmoc-氨基酸、HATU、HOAT、H-Ala-2-Cl-(Trt)树脂(0.36mmol/g)、H-Leu-2-Cl-(Trt)树脂(0.30mmol/g)、H-Phe-2-Cl-(Trt)树脂(0.35mmol/g)和H-Thr(tBu)-2-Cl-(Trt)树脂(0.36mmol/g)购自GLBiochem(Shanghai)Ltd.。
线性肽的偶联是在自动化合成仪上使用标准Fmoc SPSS程序进行的。
通用方法A：通过使用TETRASTM合成仪以0.025mmol树脂的规模合成线性肽。通用方案如下：2x NMP，30s；在NMP中的1x 20％(体积/体积)哌啶，15min；5x NMP，30s；将NMP中的氨基酸(3当量)溶液添加到装有树脂的容器中，然后分别添加HATU和DIEA在DMF中的溶液，偶联45min；3x NMP，30s。对所有氨基酸均应用双重偶联策略。
通用方法B：Boc-7mer的连接
通过使用与氨基酸偶联相同的通用方案，在TETRASTM合成仪上实现偶联，不同之处在于Boc-7mer的量是1.5当量。只需要一次偶联。
通用方法C：ivDde保护基团的去除。
在TETRASTM合成仪上实现Dap侧链上ivDde保护基团的去除。通用方案：在装有树脂的容器中添加20％(体积/体积)肼单水合物在NMP中的溶液。将容器摇动30min。排干树脂，并用5x 5mL NMP冲洗(30s)。
通用方法D：在Dap的侧链氨基上连接丙烯酸。
通过使用与氨基酸偶联相同的通用方案，在TETRASTM合成仪上实现偶联。应用双重偶联策略。
通用方法E：侧链保护基团脱保护并最终从树脂上裂解。
通过使TFA混合物在室温下1-2小时实现整体脱保护和从树脂上裂解。裂解混合物(TFA/TIPS/H2O，95/2.5/2.5)或(TFA/DCM/TIPS，40:60:1)可以用于最终裂解。在减压下去除大部分溶剂，并将残留物在真空下浓缩以去除痕量的溶剂。所得残留物无需进一步纯化即可直接用于下一环化。
通用方法F：线性肽的环化
将粗制线性肽溶解在干燥DCM中，使最终浓度为0.1M。然后添加HATU(3当量)、HOAt(3当量)和DIEA(6当量)。将反应混合物搅拌过夜，并且然后通过ESI-LCMS监测。在减压下浓缩溶剂，并将残留物溶解在NMP中，并通过制备型HPLC纯化。通过ESI-LCMS鉴定环肽。
反相HPLC。使用流速为1mL/min的Accucore C18柱(2.6μm，2.1mm x 50mm)进行分析RP-HPLC。使用X选择肽CSH柱(5μm，19mm x 150mm)进行制备型RP-HPLC。流动相A：水(0.1％甲酸)，流动相B：ACN；流速：20mL/min；梯度：16分钟内，25％B至95％B。
环[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]的合成：
使用上述通用方法，用850mg的H-Leu-2-Cl-(Trt)树脂(0.3mmol/g，0.025mmol规模)执行线性肽链组装。使用通用方法A连接D-N-甲基Ala、Dap和L-N-甲基Ala残基。然后使用通用方法B组装Boc-7mer。通过使用通用方法C实现侧链ivDde保护基团的去除。然后使用通用方法D将丙烯酸连接在Dap侧链上的游离氨基上。在一个步骤中进行整体脱保护并从树脂上裂解(通用方法E)后，将粗制线性肽进行环化(通用方法F)。在最终的制备型HPLC之后，获得17mg的白色固体的最终化合物(56.6％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝1202,[M+Na]+＝1224,[M/2+1]+＝602。
环[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-PHE]的合成：
Figure BDA0002302536010001611
用与环[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]合成类似的方法，获得2.8mg白色固体的最终化合物(9.1％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝1236,[M+Na]+＝1258,[M/2+1]+＝619。
环[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-THR]的合成：
Figure BDA0002302536010001612
用与环[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]合成类似的方法，获得3.4mg白色固体的最终化合物(11.4％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝1190,[M+Na]+＝1212,[M/2+1]+＝596。
含丙烯酰胺的FKBP12配体的合成
Figure BDA0002302536010001613
Figure BDA0002302536010001621
Boc-3mer
所有试剂和溶剂均购自Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.。Fmoc-氨基酸、HATU、HOAT、2-Cl-(Trt)-Cl树脂(基于活性位点，0.9mmol/g)和Ala负载的2-Cl-(Trt)-Cl树脂(0.36mmol/g)购自GL Biochem(Shanghai)Ltd.。
将第一氨基酸连接在2-Cl-(Trt)-Cl树脂上。
在用于SPSS的容器中，将5g树脂在50mL干燥NMP中溶胀40min。排干树脂，并且用DCM(5x 30mL)冲洗，然后用NMM2％/DCM(3x 30mL)冲洗。添加Fmoc-Dap(ivDde)-OH(3.0mmol，1.6g)与NMM(4mmol，400mg)在50mL DCM中的溶液。摇动容器过夜。然后添加2mL的25％NMM/MeOH溶液，并且再摇动容器1小时。排干树脂，并用DCM、NMP、MeOH和EtOH(各3x50mL)冲洗。在室温下真空干燥树脂。
通过Fmoc裂解光度测量(0.32mmol/g)来测量负载。
线性肽的偶联是在自动化合成仪上使用标准Fmoc SPSS程序进行的。
通用方法A：通过使用TETRASTM合成仪以0.025mmol树脂的规模合成线性肽。通用方案如下：2x NMP，30s；在NMP中的1x 20％(体积/体积)哌啶，15min；5x NMP，30s；将NMP中的氨基酸(3当量)溶液添加到装有树脂的容器中，然后分别添加HATU和DIEA在DMF中的溶液，偶联45min；3x NMP，30s。对所有氨基酸均应用双重偶联策略。
通用方法B：Boc-3mer的连接
通过使用与氨基酸偶联相同的通用方案，在TETRASTM合成仪上实现偶联，不同之处在于Boc-3mer的量是1.5当量。只需要一次偶联。
通用方法C：ivDde保护基团的去除。
在TETRASTM合成仪上实现Dap侧链上ivDde保护基团的去除。通用方案：在装有树脂的容器中添加20％(体积/体积)肼单水合物在NMP中的溶液。将容器摇动30min。排干树脂，并用5x 5mL NMP冲洗(30s)。
通用方法D：在Dap的侧链氨基上连接丙烯酸。
通过使用与氨基酸偶联相同的通用方案，在TETRASTM合成仪上实现偶联。应用双重偶联策略。
通用方法E：侧链保护基团脱保护并最终从树脂上裂解。
通过使TFA混合物在室温下1-2小时实现整体脱保护和从树脂上裂解。裂解混合物(TFA/TIPS/H2O，95/2.5/2.5)或(TFA/DCM/TIPS，40:60:1)可以用于最终裂解。在减压下去除大部分溶剂，并将残留物在真空下浓缩以去除痕量的溶剂。所得残留物无需进一步纯化即可直接用于下一环化。
通用方法F：线性肽的环化
将粗制线性肽溶解在干燥DCM中，使最终浓度为0.1M。然后添加HATU(3当量)、HOAt(3当量)和DIEA(6当量)。将反应混合物搅拌过夜，并且然后通过ESI-LCMS监测。在减压下浓缩溶剂，并将残留物溶解在NMP中，并通过制备型HPLC纯化。通过ESI-LCMS鉴定环肽。
反相HPLC。使用流速为1mL/min的Accucore C18柱(2.6μm，2.1mm x 50mm)进行分析RP-HPLC。使用X选择肽CSH柱(5μm，19mm x 150mm)进行制备型RP-HPLC。流动相A：水(0.1％甲酸)，流动相B：ACN；流速：20mL/min；梯度：16分钟内，25％B至95％B。
环[二胺-Dap-ALA-ALA]的合成：
使用上述通用方法，用700mg的H-Ala-2-Cl-(Trt)树脂(0.025mmol规模)执行线性肽链组装。使用通用方法A连接Ala和Dap残基。然后使用通用方法B组装Boc-3mer。通过使用通用方法C实现侧链ivDde保护基团的去除。然后使用通用方法D将丙烯酸连接在Dap侧链上的游离氨基上。在一个步骤中进行整体脱保护并从树脂上裂解(通用方法E)后，将粗制线性肽进行环化(通用方法F)。在最终的制备型HPLC之后，获得3.1mg的白色固体的最终化合物(14.5％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝857,[M+Na]+＝879。
环[二胺-ALA-ALA-Dap]的合成
Figure BDA0002302536010001651
用与环[二胺-Dap-ALA-ALA]合成类似的方法，获得2.2mg白色固体的最终化合物(10.3％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝857,[M+Na]+＝879。
环[二胺-Dap-ALA]的合成：
Figure BDA0002302536010001652
用与环[二胺-Dap-ALA-ALA]合成类似的方法，获得2.7mg白色固体的最终化合物(12.6％，通过树脂负载计算)。ESI-MS:[M+1]+＝786。
sanglefehrin类似物的合成：
Figure BDA0002302536010001661
可以如下文在方案1中所示使用方法A来制备式IV的化合物。
方案1
Figure BDA0002302536010001662
其中R7、R8、Z5和Z6如先前所定义，PG1是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc，并且X是OH、Cl、F或适合替代或者活化后替代的一些其他基团。
在典型的程序中，使受保护的胺IV与本领域技术人员熟悉的适当试剂反应以去除保护基团PG1。分离的粗产物可以在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下与酰化剂Z5C(O)X反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。
可替代地，可以在存在碱(包括但不限于吡啶、DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在-78℃至约120℃，优选地在-20℃与50℃的温度范围内使脱保护的胺与酰化剂Z5C(O)X(X为卤素时)在合适的溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、DME、乙腈和四氢呋喃)中直接反应。
可以如下文在方案2中所示制备方案1的式IVb的化合物。
方案2
Figure BDA0002302536010001671
其中R7、R8和Z6如先前所定义，并且PG1和PG2各自独立地是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc。
在典型的程序中，使受保护的胺IVc与本领域技术人员熟悉的适当试剂反应，以去除保护基团PG2以产生对应的胺，然后在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下使其与适当的氨基酸反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合以递送式IVb的化合物。
可以如下文在方案3中所示制备方案2的式IVc的化合物。
方案3
其中R7和Z6如先前所定义，并且PG2是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc。
在典型的程序中，在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下使受保护的胺IVd与哌嗪酸衍生物IVe反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。
可替代地，式IVb的化合物可以如方案4中所述由式II-B的化合物合成。
方案4
Figure BDA0002302536010001681
其中R7、R8和Z6如先前所定义，PG1是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc，并且PG3是烷基或芳基，包括但不限于甲基、乙基、苄基、烯丙基、苯基等，其可以通过本领域技术人员已知的方法去除。
在典型的程序中，使化合物IVe在室温下在水解条件下使用碱(例如，氢氧化锂、氢氧化钠、碳酸钠)在包含有机溶剂(例如，甲醇、THF、二噁烷)的溶剂系统中在有水或没有水的情况下反应。本领域技术人员将理解，根据PG3的身份，PG3的去除也可以在氢解条件下使用适当的催化剂，或者在脱烯丙基化条件下使用钯催化剂例如Pd(PPh3)4和碱性清除剂(例如，哌啶、吗啉、哌啶)发生。脱保护以得到所得羧酸后，可以在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下引入Z6。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将羧酸和偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合，以得到产物IVb。
可替代地，可以如下文在方案5中所示合成式IVb的化合物。
方案5
Figure BDA0002302536010001691
其中R7、R8和Z6如先前所定义，并且PG1是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc。
在典型的程序中，在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下，使受保护的胺VI与试剂V反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺、NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。
中间体I-8的合成
Figure BDA0002302536010001692
在25℃下，向中间体I-1(2.00g，7.11mmol)在DMF(13mL)中的室温溶液中添加碳酸铯(4.75g，14.58mmol)和苄基溴(2.49g，14.58mmol，1.73mL)。将反应混合物搅拌2小时，并且然后用乙酸乙酯(100mL)稀释，并用盐水(50mL x 3)洗涤。将有机层用无水硫酸钠干燥，过滤并在减压下浓缩以得到粗残留物。粗产物通过硅胶柱色谱法(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→20:1至10:1)纯化，以提供无色油状的中间体I-2(3.20g，96％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.45-7.30(m,10H),7.20-7.10(m,1H),6.95-6.85(m,1H),6.74(s,1H),6.70-6.60(m,1H),5.20-5.10(m,2H),4.99(s,2H),4.70-4.60(m,1H),3.15-3.05(m,2H),1.43(s,9H)。ESI-MS m/z＝484.1[M+Na]+；计算的MW：461.55。
在0℃下，向中间体I-2(3.20g，6.93mmol)在四氢呋喃(15mL)的溶液中添加氢氧化锂(在水中1M，10mL)。将反应混合物在室温下搅拌1小时。在0℃下，将反应混合物用HCl(在水中1M)调节至pH～6，并用乙酸乙酯(100mL x 3)萃取。将组合的有机层用盐水(20mL)洗涤，用硫酸钠干燥，过滤，并在减压下浓缩，以得到粗残留物。将粗产物溶解于碳酸氢钠水溶液(7mL)中，并用MTBE(100mL x 3)萃取。将水层用盐酸(在H2O中1M)调节至pH～6，并用乙酸乙酯(50mL x 3)萃取。将组合的有机层用盐水(50mL)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤，并在减压下浓缩，以提供无色油状的中间体I-3(2.27g，88％收率)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.45-7.30(m,5H),7.25-7.18(m,1H),6.90-6.85(m,1H),6.83-6.75(m,2H),5.05(s,2H),4.94(d,J＝8.00Hz,1H),4.60-4.50(m,1H),3.20-3.12(m,1H),3.10-3.00(m,1H),1.43(s,9H)。ESI-MS m/z＝394.3[M+Na]+；计算的MW：371.43
在0℃下，向中间体I-3(888mg，2.39mmol)在二氯甲烷(15mL)中的溶液中添加N-甲基吗啉(967mg，9.56mmol)、HOBt(65mg，478umol)、作为TFA盐的(S)-六氢哒嗪-3-羧酸甲酯(890mg，2.39mmol)和EDCI(917mg，4.78mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1小时。将反应混合物用二氯甲烷(50mL)稀释，并用5％柠檬酸水溶液调节至pH～6。用二氯甲烷(20mL x 2)萃取水层。将组合的有机层用盐水(50mL)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤并在减压下浓缩，以得到粗产物。粗产物通过硅胶柱色谱法(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→10:1、5:1至3:1)纯化，以提供无色油状的中间体I-4(910mg，77％收率)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.50-7.35(m,5H),7.20-7.13(m,1H),6.90-6.80(m,3H),5.60-5.50(m,1H),5.30-5.20(m,1H),5.05-5.00(m,2H),4.40-4.30(m,1H),3.65(s,3H),3.55(d,J＝11.20Hz,1H),3.00-2.93(m,1H),2.90-2.80(m,1H),2.75-2.65(m,1H),2.35-2.25(m,1H),1.80-1.72(m,2H),1.42(s,9H)。ESI-MSm/z＝520.1[M+Na]+。计算的MW：497.58。
在0℃下，向中间体I-4(450mg，904umol)在乙酸乙酯(4mL)中的溶液中添加在乙酸乙酯中的盐酸(4M，8.00mL)。将反应混合物在25℃下搅拌1小时。将反应混合物在减压下浓缩，以提供浅黄色固体的中间体I-5的HCl盐(390mg，100％收率)，并且其无需纯化即可用于下一步。ESI-MS m/z＝398.0[M+H]+,420.0[M+Na]+，计算的MW：397.47。
在0℃下，向中间体I-5(195mg，899umol)在二氯甲烷(5.00mL)中的溶液中添加N-甲基吗啉(273mg，2.70mmol)、HOBt(24.29mg，179.75umol)、(S)-1-((S)-2-氨基-3-(3-(苄氧基)苯基)丙酰基)六氢哒嗪-3-羧酸甲酯的HCl盐(390mg，899umol)和EDCI(345mg，1.80mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌1小时。将反应混合物用二氯甲烷(20mL)稀释，并用5％柠檬酸水溶液调节至pH～6。用二氯甲烷(20mL x 2)萃取水层。将组合的有机层用盐水(20mL)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤并在减压下浓缩，以得到粗产物。粗产物通过硅胶柱色谱法(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→5:1、2:1、1:1)纯化，以提供白色固体的中间体I-6(750mg，70％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.50-7.35(m,5H),7.23-7.15(m,1H),6.90-6.80(m,3H),6.13-6.08(m,1H),5.83-5.73(m,1H),5.10-5.00(m,3H),4.30-4.20(m,1H),4.00-3.90(m,1H),3.65(s,3H),3.50(d,J＝11.20Hz,1H),3.05-2.97(m,1H),2.93-2.83(m,1H),2.80-2.70(m,1H),2.35-2.25(m,1H),2.15-2.10(m,1H),1.75-1.65(m,4H),1.45(s,9H),0.94(d,J＝6.80Hz,3H),0.88(d,J＝6.80Hz,3H)。ESI-MS m/z＝597.1[M+H]+。计算的MW：596.71。
在氮气氛下，向中间体I-6(3.00g，6.03mmol)在甲醇(300mL)中的溶液中添加钯/碳(2g，10％负载)。将悬浮液脱气并用氢气吹扫，并将混合物在氢气(1atm)下在20℃下搅拌3小时。将混合物过滤并在减压下浓缩，以得到白色固体的中间体I-7(2.3g，5.64mmol，94％收率)。ESI-MS m/z＝430.1[M+Na]+。计算的MW：407.46
在20℃下，向中间体I-7(2.3g，5.64mmol)在二噁烷(10mL)中的混合物中一次性添加在二噁烷中的盐酸(4M，30mL)。将混合物在20℃下搅拌3小时。将混合物用饱和NaHCO3水溶液调节至pH～7-8，并用乙酸乙酯(100mL x 3)萃取。将组合的有机相用盐水(100mL x 2)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤，并真空浓缩，以得到浅黄色固体的中间体I-8(1.3g，3.63mmol，64％收率，86％纯度)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.15-7.02(m,1H),6.75-6.5(m,3H),4.90-4.77(m,1H),4.50-4.37(m,1H),4.00-3.90(m,1H),3.80-3.70(m,1H),3.68-3.65(m,3H),2.95-2.80(m,1H),2.77-2.62(m,2H),2.50-2.35(m,1H),1.97-1.85(m,1H),1.82-1.70(m,1H),1.60-1.45(m,1H),1.42-1.28(m,1H)。ESI-MS m/z＝308.2[M+Na]+。计算的MW：307.34。
中间体I-11的合成
Figure BDA0002302536010001721
在0℃下，向2-(二甲基氨基)乙硫醇I-9(500mg，3.53mmol)在甲醇(10mL)中的溶液中添加1,2-二(吡啶-2-基)二硫化物(1.17g，5.3mmol)在甲醇(10mL)中的溶液。将混合物在25℃下搅拌15小时。真空浓缩反应混合物。残留物通过硅胶柱(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→3:1、1:1，然后二氯甲烷/乙酸乙酯→2:1，然后二氯甲烷/甲醇→10:1)纯化，将其与先前的批次组合，以提供浅黄色固体的中间体I-10(1.05g，58％收率)。1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.56(d,J＝4.0Hz,1H),7.85-7.75(m,1H),7.69(d,J＝8.0Hz,1H),7.36-7.26(m,1H),3.48-3.40(m,2H),3.28-3.20(m,2H),2.93(s,6H)。ESI-MS m/z＝214.9[M+H]+。计算的MW：214.35。
在25℃下，向4-巯基丁酸(50mg，416umol)在甲醇(1mL)中的溶液中添加中间体I-10(125mg，499umol)在甲醇(1.5mL)中的溶液。将混合物在25℃下搅拌15小时。在低压下浓缩反应混合物。残留物通过硅胶柱色谱法(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→2:1、1:1，然后二氯甲烷/甲醇→10:1)纯化，以提供白色胶状的中间体I-11(80mg，86％收率)。1H NMR(400MHz,CD3OD)δ3.55-3.45(m,2H),3.08-3.00(m,2H),2.93(s,6H),2.83(t,J＝7.2Hz,2H),2.43(t,J＝7.2Hz,2H),2.05-1.94(m,2H)。
中间体I-15的合成
向2-巯基乙酸叔丁酯I-12(800mg，5.4mmol)在N,N-二甲基甲酰胺(15mL)中的溶液中添加碳酸钾(1.49g，10.8mmol)和1-溴-2-氯乙烷(2.32g，16.2mmol)。将混合物在25℃下搅拌2小时。将混合物用乙酸乙酯(100mL)稀释，并用水(50mL x 3)洗涤。将有机层用无水硫酸钠干燥并浓缩，以得到无色油状的中间体I-13(1.00g，79％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.64-3.71(m,2H),3.14-3.17(m,2H),2.95-3.01(m,2H),1.47(s,9H)。
在0℃下，向中间体I-13(1.00g，4.75mmol)在二氯甲烷(10mL)中的溶液中添加m-CPBA(4.61g，21.4mmol，80％纯度)在二氯甲烷(10mL)中的溶液。将混合物温热至室温，搅拌2小时。将混合物用二氯甲烷(80mL)稀释，并用饱和亚硫酸钠水溶液(50mL)和饱和碳酸氢钠水溶液(50mL)洗涤。将有机层用无水硫酸钠干燥并浓缩，以得到粗残留物，将其通过硅胶色谱法(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯→5/1)纯化，以得到无色油状的中间体I-14(700mg，60％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.99(s,2H),3.90-3.95(m,2H),3.69-3.75(m,2H),1.50-1.53(m,9H)。
向中间体I-14(650mg，2.68mmol)在二氯甲烷(12mL)中的溶液中添加三氟乙酸(6.00mL)。将混合物在45℃下搅拌2小时。然后浓缩混合物，以得到白色固体的中间体I-15(360.00mg，72％收率)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ4.34(s,2H),3.89-4.01(m,2H),3.71-3.81(m,2H)。
化合物1的合成
Figure BDA0002302536010001741
向中间体I-8的HCl盐(31mg，119umol)和中间体I-11(44mg，99umol)在二氯甲烷(1.5mL)中的溶液中添加HOBt(1.34mg，9.9umol)、N-甲基吗啉(38.2μL)和EDCI(27mg，139umol)。将混合物在25℃下搅拌1小时。将反应混合物用二氯甲烷(10mL)稀释，并用水(5mL)洗涤。用二氯甲烷(5mL x 2)萃取水层。将组合的有机层用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩。残留物通过反相HPLC(HCl添加剂)纯化，并使用反相HPLC(HCOOH添加剂)再次纯化，并冻干，以提供浅黄色油状的化合物-1(5.8mg，9％收率)。1H NMR(400MHz,MeOD)δ8.53(br.s.,1H),7.12-7.04(m,1H),6.72-6.62(m,3H),5.75-5.65(m,1H),4.20-4.10(m,2H),3.70(s,3H),3.08-3.00(m,2H),2.95-2.76(m,5H),2.76-2.70(m,2H),2.60(s,6H),2.42-2.32(m,3H),2.10-1.98(m,3H),1.85-1.70(m,2H),1.55-1.40(m,2H),1.02-0.85(m,6H)。ESI-MS m/z＝612.1[M+H]+,634.5[M+Na]+。计算的MW：611.82。
化合物-2的合成
Figure BDA0002302536010001751
将中间体I-8(27mg，60umol)在二氯甲烷中的溶液用N,N-二异丙基乙胺(24mg，180umol)、中间体I-16(14mg，60umol)、HOBt(1.6mg，2umol)处理，并且然后最后用EDCI(18mg，90umol)处理。搅拌15小时后，将溶液倒入水和乙酸乙酯中。分离各层且用乙酸乙酯萃取水层。将有机物用硫酸镁干燥，过滤，并真空去除溶剂。通过反相HPLC纯化(在具有0.1％甲酸的水中的乙腈)并冻干，提供白色固体的化合物-2(16mg，42％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)8.47(d,1H),8.16(br s,1H),7.69-7.66(m,1H),7.63-7.60(m,1H),7.13(app t,1H),7.09-7.05(m,1H),5.85-5.79(m,1H),4.72(m,1H),4.31(br s,1H),3.70(s,3H),3.42(d,1H),3.00(dd,1H),2.87-2.78(m,3H),2.52-2.43(m,2H),2.28(br s,1H),2.14-2.04(m,3H),1.83-1.73(m,2H),1.62-143(m,5H),0.95(d,3H),0.90(d,3H)。ESI-MSm/z＝617.9[M+H]+。计算的MW：617.78。
化合物-3的合成
在室温下，向中间体I-15的HCl盐(31.8mg，0.17mmol)、HOBt(2.3mg，0.017mmol)和NMM(54μL，0.54mmol)在DCM(0.75mL)中的溶液中添加I-8的HCl盐(86mg，0.17mmol)和EDCI(76mg，0.34mmol)。在室温下将反应混合物搅拌2小时。将混合物用二氯甲烷(2mL)稀释，用柠檬酸(pH～3，2mL)、饱和碳酸氢钠水溶液(2mL)和饱和氯化钠水溶液(2mL)洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤并在15℃下在减压下浓缩，以得到黄色油状的产物。残留物通过制备型TLC用硅胶(洗脱剂:DCM/MeOH→10:1)，然后通过制备型HPLC(柱：Phenomenex Gemini C18250x 50 10u；流动相：[水(0.225％FA)-ACN]；B％：26％-56％，11.2min)纯化，以提供白色固体的化合物-3(8.5mg，8％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.02(s,1H),8.80(s,1H),8.42(s,1H),7.01-7.08(m,1H),6.82(dd,J＝16.3,9.9Hz,1H),6.74(d,J＝7.5Hz,1H),6.64-6.70(m,2H),6.36(d,J＝16.5Hz,1H),6.12-6.16(m,2H),4.81-4.85(m,1H),4.40-4.46(m,2H),4.21-4.25(m,1H),4.09-4.13(m,1H),3.57(s,3H),2.81-3.08(m,2H),2.63-2.65(m,1H),2.15-2.19(m,1H),1.21-1.60(m,4H),0.88-0.92(m,6H)。ESI-MS m/z＝539.1[M+H]+。计算的MW：538.61。
化合物-4的合成
Figure BDA0002302536010001762
如化合物-3的制备中所述，通过使用中间体I-8的HCl盐(34mg，77umol)和2-(3-甲基-2,5-二氧代-2,5-二氢-1H-吡咯-1-基)乙酸I-17(13mg，77umol)作为起始材料来制备化合物-4。将所得粗产物与先前合成的粗物质组合并纯化，冻干后得到白色固体的化合物-4(29.0mg，51.28umol，45％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.55-8.40(s,1H),8.20-8.07(m,1H),7.10-6.97(m,2H),6.80-6.73(m,1H),6.73-6.63(m,1H),6.63-6.50(m,1H),6.47-6.37(m,1H),5.90-5.75(m,1H),4.80-4.67(m,1H),4.35-4.15(m,3H),3.70-3.57(m,3H),3.45-3.30(d,1H),3.10-3.00(m,1H),3.00-2.70(m,2H),2.20-2.00(m,5H),1.85-1.60(m,2H),1.60-1.45(m,1H),1.45-1.30(m,1H),1.05-0.80(m,6H)。ESI-MS m/z＝558.3[M+H]+；计算的MW：557.60。
化合物-5的合成
如化合物-3的制备中所述，通过使用中间体I-8的HCl盐(34mg，77umol)和2-(2,5-二氧代-2,5-二氢-1H-吡咯-1-基)乙酸I-18(13mg，77umol)作为起始材料以得到化合物-5来制备化合物-5。ESI-MS m/z＝544.0[M+H]+；计算的MW：543.58。
化合物-6的合成
Figure BDA0002302536010001781
从中间体I-19开始制备化合物-6，以得到化合物-6。ESI-MS m/z＝631.0[M+H]+；计算的MW：630.82。
式IVf的化合物的合成
式IVf的化合物的合成可以如下文在方案6中所示合成。
方案6
Figure BDA0002302536010001782
其中R7、R8和Z6如先前所定义，PG1是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc，并且PG4是烷基或芳基，包括但不限于甲基、乙基、苄基、烯丙基和苯基，其可以通过本领域技术人员已知的方法去除。
在典型的程序中，在存在本领域技术人员熟悉的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下，使化合物IVd与试剂IVg反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。在酰胺形成后，然后使用对于去除式IVe化合物的PG3(方案4)所述的条件去除保护基团PG4。
Figure BDA0002302536010001791
可以如下文在方案7中所示使用方法B来制备式IIa的化合物。
方案7
Figure BDA0002302536010001792
其中R1、R2、R3、X1、X2、Z1和Z2如先前所定义。
在典型的程序中，在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下，使羧酸IIc与中间体XI反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸IIc和偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、DCE、乙腈和四氢呋喃)中组合。
可以如下文在方案8中所示合成式IIc的化合物。
方案8
Figure BDA0002302536010001801
其中R1、R2、R3、X1和Z2如先前所定义，PG5是烷基或芳基，包括但不限于甲基、乙基、苄基、烯丙基和苯基，其可以通过本领域技术人员已知的方法去除，并且LG1是可以被化合物IIe的胺活化并替代的基团，诸如OH。可替代地，LG1可以是可以被亲核试剂替代的适当卤化物(诸如F、Cl和Br)。
在典型的程序中，在存在合适的碱(包括但不限于吡啶、三乙胺、DIPEA和NMM)的情况下在适当的溶剂(包括但不限于THF、DCM和DMF)中在-78℃至120℃，但最佳地-20℃至50℃的温度范围内使IIe与IIf(LG1＝卤化物)反应。可替代地，如果LG1是OH，则在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下使XII与试剂IIf反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和胺偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。本领域技术人员将理解，可以通过用合适的卤化剂处理由对应的羧酸容易地制备化合物IIf(LG1＝卤化物)。在IIe与IIf之间形成酰胺后，然后使用对于去除式IVe化合物的PG3(方案4)所述的条件去除保护基团PG5，以得到化合物IIc。
可以如下文在方案9中所示使用方法B-2来制备式IIa的化合物。
方案9
Figure BDA0002302536010001811
其中R1、R2、R3、X1、X2、Z1和Z2如先前所定义。可以在对于化合物IIg与化合物IIf之间的偶联反应(方案8)所述的条件下进行所述反应。
可以如下文在方案11中所示制备式IIg的化合物。
方案11
Figure BDA0002302536010001812
其中R3、X1、X2、Z1如先前所定义，并且PG6是合适的胺保护基团，包括但不限于Boc、Cbz、Alloc和Fmoc。
在典型的程序中，在存在本领域技术人员已知的标准偶联剂(例如，EDC/HOBT、DCC、PyBOP、PyBROP、HATU、HBTU、COMU)的情况下，使羧酸IIg与含有-X2-Z1部分的适当偶联配偶体反应。在存在碱(包括但不限于DIPEA、三乙胺和NMM)的情况下在室温或略微升高的温度下将酸和偶联配偶体与偶联剂在有机溶剂(包括但不限于DMF、二氯甲烷、乙腈和四氢呋喃)中组合。然后通过使所得中间体与本领域技术人员熟悉的适当试剂反应来去除PG6。
化合物-7的合成
Figure BDA0002302536010001821
向中间体I-24(18mg，0.085mmol)在四氢呋喃(1.2mL)中的溶液中添加N-甲基吗啉(10μL，0.085mmol)。将所述溶液冷却至-20℃，并且然后滴加氯甲酸异丁酯(11μL，0.085mmol)。立即将所述溶液温热至0℃。在0℃下搅拌45分钟后，将中间体I-23的TFA盐(37mg，0.057mmol)与N-甲基吗啉(7μL，0.057mmol)在无水四氢呋喃(0.5mL)中混合，并经5分钟逐滴添加到混合酸酐的0℃溶液中。将所得溶液在0℃下搅拌1.5小时，此时添加甲醇(1mL)，并立即将溶液温热至室温并搅拌5分钟。将所述溶液用二氯甲烷(75mL)和饱和碳酸氢钠水溶液(50mL)稀释。分离各层，并用二氯甲烷(2x 30mL)萃取水层。将有机物组合，用盐水(20mL)洗涤，用硫酸镁干燥，过滤，并真空去除溶剂。通过硅胶色谱法(在己烷中的0-80％乙酸乙酯)纯化，提供白色泡沫状的化合物7(20mg，50％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.49(s,1H),8.55(d,1H),7.77(app t,1H),7.71-7.65(m,2H),7.60-7.58(m,1H),7.20-7.17(m,1H),7.01(d,1H),6.78-6.76(m,1H)6.70-6.67(m,2H),5.77(dd,1H),5.33(d,1H),3.86(s,3H),3.85(s,3H),3.35(d,1H),3.25(t,2H),3.15(dt,1H),2.92(t,2H),2.64-2.50(m,2H),2.38(d,1H),2.29-2.15(m,1H),2.10-2.00(m,1H),1.78-1.63(m,3H),1.53-1.37(m,3H),1.22(s,6H),0.89(t,3H,旋转异构体1),0.80(t,3H,旋转异构体2)。ESI-MS m/z＝722.0[M+H]+,744.0[M+Na]+；计算的MW：721.93。
化合物-8的合成
Figure BDA0002302536010001822
向化合物7(22mg，0.031mmol在二氯甲烷(0.5mL)中的溶液中添加三乙胺(62μL，0.55mmol)，然后添加2-(二甲基氨基)乙硫醇(0.mL，0.0500mmol)(4.8mg，0.046mmol)。在室温下搅拌30分钟后，将溶液倒入二氯甲烷(30mL)和饱和碳酸氢钠水溶液(30mL)中。分离各层，并用二氯甲烷(2x 20mL)萃取水层。将有机物用硫酸镁干燥，过滤，并真空去除溶剂。通过硅胶色谱法纯化(在二氯甲烷中的0-10％甲醇)提供不纯的物质，其通过反相HPLC(在具有0.1％甲酸的水中的乙腈)再次纯化，以得到白色固体的化合物-8的甲酸盐(7.1mg，21％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.53(br s,1H),9.50(s,1H),8.00(s,1H),7.75(d,1H),7.68(s,1H),7.29(t,1H),7.02(d,1H),6.79-6.77(m,1H),6.70-6.67(m,2H),5.76(dd,1H),5.29(d,1H),3.86(s,3H),3.85(s,3H),3.36-3.27(m,2H),3.23-3.11(m,4H),2.90(t,2H),2.79-2.71(m,8H),2.62-2.50(m,2H),2.55(d,1H),2.28-2.17(m,1H),2.12-2.03(m,1H),1.72-1.61(m,3H),1.49-1.36(m,3H),1.22(s,3H),1.21(s,3H),0.88(t,3H,旋转异构体1),0.79(t,3H,旋转异构体2)。ESI-MS m/z＝716.1[M+H]+；计算的MW：715.97。
化合物-9的合成
Figure BDA0002302536010001831
向中间体I-23(15mg，0.029mmol)、3-(2,5-二氧代吡咯-1-基)丙酸(5.8mg，0.034mmol)和DMAP(0.4mg，0.003mmol)在二氯甲烷中的室温溶液中添加N,N'-二环己基碳二亚胺(9.4mg，0.046mmol)。在室温下搅拌15小时后，所得固体通过注射器式过滤器过滤，并用二氯甲烷洗涤。真空去除溶剂，并将所得残留物溶于乙酸乙酯中。冷却至-20℃后，悬浮液通过注射器式过滤器过滤，并用冷乙酸乙酯洗涤。将滤液用乙酸乙酯(30mL)和水(30mL)稀释。分离各层，并用乙酸乙酯(2x 20mL)萃取水层。将有机物用硫酸镁干燥，过滤，并真空去除溶剂。通过硅胶色谱法纯化(在己烷中的0-90％乙酸乙酯)，提供油状的化合物-9(11mg，60％收率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25(br s,1H),7.79(d,1H),7.38(s,1H),7.29(t,1H),6.98(d,1H),6.82(s,2H),6.78-6.76(m,1H),6.70-6.66(m,2H),5.83(dd,1H),5.37(d,1H),4.43(d,1H),4.37(d,1H),3.86(s,3H),3.85(s,3H),3.32(d,1H),2.96(t,1H),2.55(t,2H),2.35(d,1H),2.29-2.15(m,1H),2.11-2.01(m,1H),1.81-1.60(m,4H),1.49-1.42(m,3H),1.27(s,3H),1.25(s,3H),0.93(t,3H,旋转异构体1),0.82(t,3H,旋转异构体2)。ESI-MS m/z＝662.0[M+H]+；计算的MW：661.75。
尽管已经结合本发明的特定实施方案描述了本发明，但是应理解，本发明能够进行进一步的修改并且本申请旨在涵盖总体上遵循本发明原理的本发明的任何变化、用途或改造，并且包括在本发明所属领域内已知或惯常实践范围内并可以适用于以上阐述的基本特征的此类自本公开的偏离。
所有公布、专利和专利申请都以引用的方式整体并入本文，就如同特定地和个别地指示将每一个别公布、专利或专利申请以引用的方式整体并入本文一般。

Claims (66)

1.一种包含14至40个环原子的大环化合物，所述化合物包含：
(a)哺乳动物靶蛋白相互作用部分；和
(b)呈递蛋白结合部分；
其中所述化合物与呈递蛋白形成特异性结合靶蛋白的复合物，并且在不形成所述复合物的情况下，所述化合物和所述呈递蛋白各自基本上不与所述靶蛋白结合；或者
所述化合物与呈递蛋白形成复合物，所述复合物以在不形成所述复合物的情况下所述化合物和所述呈递蛋白各自与靶蛋白的亲和力至少5倍大的亲和力与所述靶蛋白结合；
或其药学上可接受的盐。
2.如权利要求1所述的化合物，其中所述呈递蛋白结合部分包含5至20个环原子。
3.如权利要求1或2所述的化合物，其中所述化合物由14至17个环原子组成。
4.如权利要求1或2所述的化合物，其中所述化合物由14至20个原子组成。
5.如权利要求1或2所述的化合物，其中所述化合物由21至26个环原子组成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的化合物，其中所述呈递蛋白结合部分包括式I的结构：
其中n是0或1；
X1和X3各自独立地是O、S、CR3R4或NR5；
X2是O、S或NR5；
R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R1、R2、R3或R4中的任两个与它们所结合的一个或多个原子一起形成任选取代的碳环基、任选取代的杂环基、任选取代的芳基或任选取代的杂芳基；
R5各自独立地是氢、羟基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R5和R1、R2、R3或R4中的一个与它们所结合的一个或多个原子一起形成任选取代的杂环基或任选取代的杂芳基。
7.如权利要求1至6中任一项所述的化合物，其中所述呈递蛋白结合部分包括式II-IV中的任一种的结构：
Figure FDA0002302536000000031
其中o和p独立地是0、1或2；
q是0与7之间的整数；
r是0与4之间的整数；
X4和X5各自独立地不存在，或者是CH2、O、S、SO、SO2或NR11；
R6和R7各自独立地是氢、羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R6和R7与它们所结合的碳原子组合形成C＝O；
R8各自独立地是羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者两个R8组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R9和R11独立地是任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
R10是任选取代的C1-C6烷基；
并且
R12和R13各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基。
8.如权利要求7所述的化合物，其中所述呈递蛋白结合部分包括式V的结构：
其中R14是氢、羟基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基、任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基。
9.如权利要求8所述的化合物，其中所述呈递蛋白结合部分包括式VI或VII的结构：
Figure FDA0002302536000000051
其中s和t各自独立地是0至7的整数；
X6和X7各自独立地是O、S、SO、SO2或NR19；
R15和R17各自独立地是氢、羟基或任选取代的C1-C6烷基；
R16和R18各自独立地是羟基、任选取代的氨基、卤素、硫醇、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C1-C6杂烷基、任选取代的C2-C6杂烯基、任选取代的C2-C6杂炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基；
R19是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C6-C10芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基；并且
Ar是任选取代的C6-C10芳基或任选取代的C2-C9杂芳基。
10.如权利要求1至9中任一项所述的化合物，其中所述靶相互作用部分包括式IX的结构：
其中u是1至20的整数；并且
Y各自独立地是任何氨基酸、O、NR、S、S(O)、SO2，或者具有式X-XIII中的任一种的结构：
Figure FDA0002302536000000062
其中R20各自独立地是氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的芳基、C3-C7碳环基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基和任选取代的C3-C7碳环基C1-C6烷基，或者R19与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R21和R22各自独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基，或者R20和R21组合形成＝O、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R21或R22与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；
R23、R24、R25和R26各自独立地是氢、羟基，或者R22和R23组合形成＝O，或者R23、R24、R25或R26与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基；并且
R27、R28、R29和R30各自独立地是氢、卤素、任选取代的羟基、任选取代的氨基、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C2-C6炔基、任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C6-C10芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂芳基、任选取代的C2-C9杂芳基C1-C6烷基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂环基C1-C6烷基，或者R27、R28、R29或R30与任意R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29或R30组合形成任选取代的C3-C10碳环基、任选取代的C6-C10芳基、任选取代的C2-C9杂环基或任选取代的C2-C9杂芳基。
11.如权利要求10所述的化合物，其中所述化合物具有式XIV-XVIII中的任一种的结构：
12.如权利要求1至11中任一项所述的化合物，其中包含参与与所述靶蛋白结合的每个环原子的所述分子的部分具有大于2的cLogP。
13.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中包含参与与所述靶蛋白结合的每个环原子的所述分子的部分具有小于
Figure FDA0002302536000000083
的极性表面积。
14.如权利要求1至13中任一项所述的化合物，其中包含参与与所述靶蛋白结合的每个环原子的所述分子的部分不具有结构：
Figure FDA0002302536000000091
15.如权利要求10至14中任一项所述的化合物，其中至少一个Y是N-烷基化的氨基酸。
16.如权利要求10至15中任一项所述的化合物，其中至少一个Y是D-氨基酸。
17.如权利要求10至16中任一项所述的化合物，其中至少一个Y是非天然氨基酸。
18.如权利要求10至17中任一项所述的化合物，其中至少一个Y包括depsi-连接。
19.如权利要求1至18中任一项所述的化合物，其中所述化合物不包括结构：
Figure FDA0002302536000000101
20.如权利要求1至19中任一项所述的化合物，其中所述化合物具有在400道尔顿与2000道尔顿之间的分子量。
21.如权利要求1至20中任一项所述的化合物，其中所述化合物具有偶数个环原子。
22.如权利要求1至21中任一项所述的化合物，其中所述化合物是细胞渗透剂。
23.如权利要求1至22中任一项所述的化合物，其中所述化合物基本上是纯的。
24.如权利要求1至23中任一项所述的化合物，其中所述化合物是分离的。
25.如权利要求1至24中任一项所述的化合物，其中所述化合物是工程改造的化合物。
26.如权利要求1至25中任一项所述的化合物，其中所述化合物是非天然存在的。
27.如权利要求1至26中任一项所述的化合物，其中所述复合物以所述复合物结合mTOR和/或钙调磷酸酶中的每一者的亲和力至少5倍大的亲和力结合所述靶蛋白。
28.如权利要求1至27中任一项所述的化合物，其中所述复合物以当所述化合物未在复合物中与所述呈递蛋白结合时所述化合物与所述靶的亲和力至少5倍大的亲和力结合所述靶蛋白。
29.如权利要求1至28中任一项所述的化合物，其中所述复合物以当所述呈递蛋白未在复合物中与所述化合物结合时所述呈递蛋白与所述靶的亲和力至少5倍大的亲和力结合所述靶蛋白。
30.如权利要求1至29中任一项所述的化合物，其中所述复合物抑制所述靶蛋白与特异性结合所述靶蛋白的配体之间的天然存在的相互作用。
31.如权利要求1至30中任一项所述的化合物，其中所述呈递蛋白是脯氨酰异构酶。
32.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中所述呈递蛋白是FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1。
33.如权利要求32所述的化合物，其中所述FKBP家族的所述成员是FKBP12、FKBP12.6、FKBP25或FKBP52。
34.如权利要求33所述的化合物，其中所述亲环蛋白家族的所述成员是PPIAL4A、PPIAL4B、PPIAL4C、PPIAL4D或PPIAL4G。
35.如权利要求1至34中任一项所述的化合物，其中所述哺乳动物靶蛋白是GTP酶、GTP酶活化蛋白、鸟嘌呤核苷酸交换因子、热激蛋白、离子通道、卷曲螺旋蛋白、激酶、磷酸酶、泛素连接酶、转录因子、染色质改性剂/重塑剂或具有经典蛋白质-蛋白质相互作用结构域和基序的蛋白质。
36.一种呈递蛋白/化合物复合物，其包含如权利要求1-35中任一项所述的化合物和呈递蛋白。
37.如权利要求36所述的复合物，其中所述呈递蛋白是由表1的基因中的任一种编码的蛋白质。
38.如权利要求36所述的复合物，其中所述呈递蛋白是脯氨酰异构酶。
39.如权利要求38所述的复合物，其中所述脯氨酰异构酶是FKBP家族的成员、亲环蛋白家族的成员或PIN1。
40.如权利要求38所述的复合物，其中所述FKBP家族的所述成员是FKBP12、FKBP12.6、FKBP25或FKBP4。
41.如权利要求38所述的复合物，其中所述亲环蛋白家族的所述成员是PP1A、CYPB、CYPC、CYP40、CYPE、CYPD、NKTR、SRCyp、CYPH、CWC27、CYPL1、CYP60、CYPJ、PPIL4、PPIL6、RANBP2或PPWD1。
42.一种药物组合物，其包含如权利要求1-35中任一项所述的化合物和药学上可接受的赋形剂。
43.如权利要求42所述的药物组合物，其呈单位剂型。
44.一种调节靶蛋白的方法，所述方法包括使所述靶蛋白与调节量的如权利要求1-35中任一项所述的化合物、如权利要求36-41中任一项所述的呈递蛋白/化合物复合物或如权利要求42或43所述的组合物接触。
45.一种调节靶蛋白的方法，所述方法包括通过使细胞与有效量的如权利要求1-35中任一项所述的化合物或如权利要求42或43所述的组合物接触来在所述细胞中形成如权利要求36-41中任一项所述的呈递蛋白/化合物复合物。
46.一种调节靶蛋白的方法，所述方法包括使所述靶蛋白与如权利要求36-41中任一项所述的呈递蛋白/化合物复合物接触。
47.一种抑制脯氨酰异构酶活性的方法，所述方法包括使表达所述脯氨酰异构酶的细胞与如权利要求1-35中任一项所述的化合物或如权利要求42或43所述的组合物在允许在所述化合物与所述脯氨酰异构酶之间形成复合物的条件下接触，从而抑制脯氨酰异构酶活性。
48.一种在细胞中形成如权利要求36所述的呈递蛋白/化合物复合物的方法，所述方法包括使表达所述呈递蛋白的细胞与如权利要求1-35中任一项所述的化合物或如权利要求42或43所述的组合物在允许在所述化合物与所述呈递蛋白之间形成复合物的条件下接触。
49.一种用于制备如权利要求1-35中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括培养已被改性以产生所述化合物的链霉菌属细菌菌株和从发酵液中分离所述化合物。
50.一种用于制备如权利要求1-35中任一项所述的化合物的方法，所述方法包括在链霉菌属细菌菌株产生所述化合物的条件下培养所述菌株和从发酵液中分离所述化合物。
51.一种三方复合物，其包含(i)哺乳动物靶蛋白和(ii)呈递蛋白/化合物复合物，所述呈递蛋白/化合物复合物包含呈递蛋白和如权利要求1-35中任一项所述的大环化合物。
52.如权利要求51所述的三方复合物，其中所述靶蛋白不具有传统的结合口袋。
53.如权利要求51或52所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白/化合物复合物在所述靶蛋白上的平坦表面位点处结合。
54.如权利要求51至53中任一项所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白/化合物复合物中的所述大环化合物在所述靶蛋白上的疏水性表面位点处结合。
55.如权利要求54所述的三方复合物，其中所述靶蛋白上的所述疏水性表面位点包含至少50％的疏水性残基。
56.如权利要求51至55中任一项所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白/化合物复合物在所述靶蛋白与特异性结合所述靶蛋白的蛋白质之间的天然存在的蛋白质-蛋白质相互作用的位点处结合所述靶蛋白。
57.如权利要求51至56中任一项所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白/化合物复合物未在所述靶蛋白的活性位点处结合。
58.如权利要求51至56中任一项所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白/化合物复合物在所述靶蛋白的活性位点处结合。
59.如权利要求51至56中任一项所述的三方复合物，其中所述靶蛋白是不可成药的靶。
60.如权利要求51至59中任一项所述的三方复合物，其中与在所述呈递蛋白/化合物复合物中而不是在所述三方复合物中的所述大环化合物相比，所述大环化合物的结构组织在所述三方复合物中基本上不变。
61.如权利要求51至60中任一项所述的三方复合物，其中所述靶蛋白的总包埋表面积的至少20％包含一个或多个参与与所述大环化合物结合的原子。
62.如权利要求51至61中任一项所述的三方复合物，其中所述靶蛋白的总包埋表面积的至少20％包含一个或多个参与与所述呈递蛋白结合的原子。
63.如权利要求51至62中任一项所述的三方复合物，其中所述大环化合物贡献总结合自由能的至少10％。
64.如权利要求51至63中任一项所述的三方复合物，其中所述呈递蛋白贡献总结合自由能的至少10％。
65.如权利要求51至64中任一项所述的三方复合物，其中在所述大环化合物的一个或多个原子与所述靶蛋白的一个或多个原子之间的至少70％的结合相互作用是范德华相互作用和/或π效应相互作用。
66.一种化合物集合，其包含由14至40个环原子组成的大环化合物、哺乳动物靶蛋白相互作用部分和呈递蛋白结合部分，其中所述大环化合物与呈递蛋白一起形成特异性结合靶蛋白的复合物，并且其中所述大环化合物和所述呈递蛋白在不形成所述复合物的情况下基本上不与所述靶蛋白结合。
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